Předešlé díly (díl I., díl II.) miniseriálu o bezkontaktním měření teploty jsme věnovali rozdělení hlavních metod s popisem jejich vlastností a použití. V dnešním díle se budeme zabývat speciálními případy měření a praktickými ukázkami použití termovize.
Vlivy okolí
O teoretických základech měření termovizní kamerou lze dohledat řadu literatury i internetových článků. Nebudeme dublovat jejich obsah a zaměříme se na praktické příklady, na nichž ozřejmíme jevy ovlivňující termovizní měření. Měření téměř vždy probíhá za podmínek reálného prostředí a často za podmínek nikoli bez negativních vlivů povětrnosti.
Při měření termovizní kamerou dochází ke vzájemnému ovlivnění zářivých toků energie nejen mez kamerou a měřeným objektem, nýbrž i okolím. Při měření je třeba brát v potaz i okolí měřeného objektu. Povrch měřeného objektu může v nezanedbatelné míře odrážet právě tepelné toky od okolí a to jak v kladném i záporném smyslu. Jde-li o objekt s jistou mírou propustnosti pro záření, nesmí se opomenout zahrnout i vliv teploty pozadí. Zářivý tok je přenášen prostředím, jehož složení rovněž může ovlivnit výsledné hodnoty. Částice obsažené v prostředí mají odlišnou teplotu a ta se s rostoucí vzdáleností či jejich hustotou promítne do výsledku. Měření za deště, mlhy, prašnosti či kouře je tedy významně ovlivněno.
Na obrázku 1 jsou popisované vazby mezi objekty a prostředími schematicky zobrazeny.
Obrázek 1. Příklad nestejnorodého povrchu omítky a její termovizní snímek.[1]
Speciální případy měření
Jako vhodný demonstrační příklad nám může posloužit termografický snímek povrchu fasády z břízolitu. Obecně známým faktem je, že tento druh omítky je směsí obsahující slídové šupinky. Jejich výskyt při povrchu vytváří ostrovy s výrazně odlišnými parametry povrchu. Odrazivost slídy způsobuje, že se na výsledném termovizním snímku projeví nízká teplota oblohy, která se pod daným úhlem v destičkách slídy zrcadlí. Výsledná teplota dopočítaná termokamerou bude jiná pro různé vzdálenosti snímání. Svůj vliv má rozlišení termokamery. Jednoduše řečeno, velmi záleží na tom, jak velká plocha snímaného objektu připadá na jeden pixel. V případě našeho příkladu, kdy je stěna poseta řadou drobných oblastí zdánlivě s výrazně odlišnou teplotou, se při substituci do jednoho pixelu naměří teplota o hodnotě mezi maximem a minimem na termogramu. Přitom nemusí být z termogramu vůbec zjevné, že jde o nehomogenní povrch. Vzdálenost v tomto případě tedy hraje významnou roli spolu s typem použité termokamery i úhlem snímání. Všechny tyto parametry se projeví, byť je teplota povrchu stěny de facto jednotná. Přesto na termogramu vidíme rozdíl 6 °C. Jde o zdánlivý rozdíl.
Obrázek 2. Příklad nestejnorodého povrchu omítky a její termovizní snímek.[2]
Druhý příklad na obrázku 3 demonstruje vliv odrazivosti povrchů. Jedna svíčka zapálená v prostorovém koutě ze tří skleněných tabulí se na termogramu projeví jako svíček několik. I ve skle jsou patrny odrazy svíčky, avšak nejde o tak markantně zachycený odraz. Závěrem tohoto příkladu tedy je, že opticky průchozí materiály nemusí být průhledné v infračerveném spektru. Na rozdíl od zrcadla, které musí být v zadní straně opatřeno pokovením to v infračerveném spektru není nutné, neboť viditelný odraz probíhá již v přední ploše tabule skla. Dále i to, že odrazivost materiálu (zde hladké sklo) může způsobit to, že termografie pro měření teploty nepoužitelná. V praxi, obzvláště při měření TZB rozvodů z měděných trubek, není možno tímto způsobem postupovat, byť se tak často děje a změřená hodnota spíše odpovídá tělesné teplotě diagnostikujícího technika, než teplotě média v trubce.
Obrázek 3. Příklad vlivu odrazivých povrchů a průhlednosti.[2]
Třetí příklad na obrázku 4 se krátce věnuje zaznamenané teplotě spalin nad hořákem plynového sporáku. Jejich vysoká teplota je snadno zaznamenatelná, stejně jako chladná hustá mlha. Měření za „plamenem“ spalin je tedy plynem či částicemi v něm rozptýlenými znemožněno.
Obrázek 4. Horké plyny nad plynovým hořákem.[2]
Z uvedených příkladů tedy plyne, že speciální měření termovizí za podmínek, které nevykazují ideální parametry, vyžaduje poučený přístup nebo je zatíženo nezanedbatelnými vlivy okolí.
autor: Ing. František Vlach
Literatura
[1] Archiv autora a společnosti Gades solution a Tee-pee.cz
[2] Archiv webu www.taktone.cz
