Rejestrowanie dokładnych pomiarów temperatury sprzętu elektrycznego za pomocą kamery termowizyjnej może być skomplikowane, dopóki nie wiesz dokładnie, czego szukasz. Jedną z rzeczy, które należy zrozumieć, jest to, że ponieważ komponenty elektryczne stanowią w większości nieosłonięty metal, ich emisyjność jest niska, a zatem pomiary temperatury mogą być zawodne.
Emisyjność (ϵ) to stosunek tego, jak dobrze materiał emituje energię podczerwoną w porównaniu z idealnym promiennikiem. Wartości emisyjności mieszczą się w zakresie od 0,0 do 1,0. Obiekt, który wykazuje 1,0 emisyjności, uważany jest za idealny promiennik i nazywany jest „ciałem doskonale czarnym”.
W prawdziwym świecie nie występują idealne promienniki, a materiały różnią się pod względem tego, jak bardzo odbiegają od ideału. Jest to jedna z komplikacji, które utrudniają stosowanie termowizji do przeprowadzania inspekcji ilościowych, wymagających uzyskania dokładnych pomiarów temperatury. Z tego powodu wielu specjalistów ds. termografii decyduje się na przeprowadzanie inspekcji jakościowych, w których koncentrują się oni na pozornej różnicy temperatur pomiędzy porównywalnym sprzętem pod porównywalnymi obciążeniami lub na tym samym sprzęcie pod porównywalnymi obciążeniami na przestrzeni czasu.
Prostą ilustracją tego jest ten obraz dłoni z pierścieniem. Można zobaczyć różnicę w obrazie termicznym. Pierścień wydaje się znacznie chłodniejszy niż dłoń, ale jego temperatura jest podobna do temperatury dłoni. Tak więc, chociaż te dwa obiekty mają tę samą temperaturę, promieniują różne ilości energii w podczerwieni.
Mimo to anomalie elektryczne mogą być stosunkowo łatwe do wykrycia, jeśli wiesz, czego szukasz. Prostym faktem jest to, że ciepło jest produktem ubocznym normalnej pracy. Obwody elektryczne z przepływającym przez nie prądem wytwarzają ciepło. Tak więc, kiedy sprawdzasz podzespół elektryczny, często jest on gorący. Ważne jest, aby ustalić, jaki jest to rodzaj gorąca. Czy jest ono spowodowane normalnym nagrzewaniem się czy nieprawidłowym przegrzaniem?
To właśnie wzorzec termiczny jest ważny w wykrywaniu anomalii w systemach elektrycznych. Za lwią część nieprawidłowego nagrzewania się elementów instalacji elektrycznej odgrywa nieprawidłowy opór elektryczny na powierzchni styku.
Ten zwiększony opór może wynikać z następujących przyczyn:
- Zwarcie międzyfazowe
- Niewyrównane wartości rezystancji poszczególnych uzwojeń.
- Uszkodzenie izolacji
Zwróć uwagę na wzorzec. Obszar o najwyższej energii cieplnej znajduje się w punkcie połączenia, a im dalej od punktu styku, tym chłodniejszy jest obwód. Ta sygnatura termiczna jest najczęściej związana ze zwiększonym oporem powierzchniowym w miejscu styku. Największa ilość ciepła jest wytwarzana w punkcie oporu, a następnie rozchodzi się ono przez przewodnictwo cieplne dalej od źródła, co skutkuje charakterystycznym wzorcem „rozchodzenia się”.
Zrozumienie emisyjności na obrazach termicznych
Emisyjność zależy od stanu powierzchni, kąta widzenia, temperatury i długości fal widmowych. Większość materiałów niemetalicznych to wydajne promienniki energii. Ludzka skóra jest blisko idealnego promiennika, mając emisyjność 0,98. Wypolerowana powierzchnia miedziana jest na drugim końcu skali, z wartością 0,01.
Większość kamer termowizyjnych ma możliwość zmiany ustawienia emisyjności, więc jeśli znasz wartość emisyjności sprawdzanego materiału, możesz dokonać regulacji w kamerze, aby zbliżyć się do rzeczywistej temperatury powierzchni. Jeśli jednak emisyjność materiału jest mniejsza niż 0,60, nie należy oczekiwać, że uzyska się dokładny odczyt temperatury w podczerwieni, a nawet jeśli jest ona wyższa, inne czynniki nadal mogą mieć wpływ na odczyt temperatury.