IR-strålning

ir-strålning
                                    IR-strålning

Den infraröda strålning som en värmekamera detekterar från föremål inom kamerans synfält består av tre olika slags IR-strålning:

  1. ε = emission (avger strålning),
  2. ρ = reflektion och
  3. τ = transmission (genomstrålning).

Sambandet kan skrivas: ε + ρ + τ = 1 (Kirchoffs strålningslag)

Emission

Emission, ε är ett materials förmåga att emittera, dvs avge IR-strålning. Dess förmåga uttrycks som dess nivå av emissivitet. En ideal ”svartkropp” har en emissivitet som är 1. För begreppet ”svartkropp” se sidan ”Strålningslagar för svartkropp”.

Att veta ett materials emissivitet är viktigt för att få en noggrann mätning. För mer information se sidan ”Emissivitet olika för olika material”. Generell regel är att ju högre emissivitet, desto noggrannare mätresultat. Omvänt gäller för lägre emissivitet som innebär att reflektionen är större och därmed ger en större felkälla i mätningen. 

Reflektion

Reflektion, ρ ett materials förmåga att reflektera tillbaka en infallande IR-strålning. En ideal spegel har ett värde av ρ = 1.

Hur stor reflektionen är beror på materialet, egenskaperna för ytan och vilken temperatur det är. Men rent generellt sett så är reflektionen starkare på polerade & släta ytor än grova och repade ytor av samma material. Eftersom det på ytor som är mycket släta ofta finns speglande reflektioner så är en tydlig synlig reflektion många gånger en indikation på att materialets yta är reflektiv. Det innebär då att den med andra ord har en låg emissivitet. Spegelblanka ytor behöver dock inte nödvändigtvis innebära att de har en hög reflektion av IR-strålning. Även det motsatta gäller att ytor utan någon spegling kan ha en hög reflektion.

Transmission

Transmission, τ är ett materials förmåga att transmittera, dvs släppa igenom strålning. Ett idealt fönster har τ=1. Ett idealt ”icke transparent material” har τ=0.

De flesta material är inte transmittenta för infraröd strålning. Material som har en hög transmission är vakuum, luft, tunna plaster och så kallade andra infraröda optiska material. Därför vill man för en optisk lins till en infraröd kamera ha en hög transmission så att den enkelt släpper igenom IR-strålningen till kamerans detektorer.

Eftersom de flesta föremål inte transmitterar infraröd strålning så kan vi ta bort τ i ekvationen och får alltså följande enklare samband: ε + ρ = 1

Emission liksom reflektion kan ha ett värde emellan 0 till 1 och summan av dessa två värden blir alltid 1.

Läs mer

Teoriavsnitt:

  1. Vad är termografi
  2. Strålningslagar för svartkropp
  3. IR-strålning (denna sida)
  4. Emissivitet för olika material