Πειραματική διερεύνηση των παραγόντων που επηρεάζουν την τιμή της εκπεμπτικότητας κατά τη μέτρηση θερμοκρασίας μέσω κάμερας υπερύθρων

Abstract

Οι μετρήσεις του συντελεστή εκπομπής ή εκπεμπτικότητας παρουσιάζουν μεγάλο ενδιαφέρον τόσο σε θεωρητικές μελέτες όσο και σε τεχνολογικές εφαρμογές. Η εκπεμπτικότητα είναι μια ιδιότητα που ορίζει πόση ακτινοβολία εκπέμπει μια πραγματική επιφάνεια σε σχέση με την επιφάνεια του μέλανος σώματος. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη της εκπεμπτικότητας των υλικών καθώς και των παραγόντων που επηρεάζουν την τιμή της, κατά τη μέτρηση θερμοκρασίας μέσω κάμερας υπερύθρων. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια σύντομη αναφορά στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία και τους νόμους που τη διέπουν, παρουσιάζονται οι βασικές αρχές της υπέρυθρης θερμογραφίας και οι εφαρμογές της. Στη συνέχεια, αναλύεται διεξοδικά η έννοια της εκπεμπτικότητας και των παραμέτρων που έχουν επίδραση στην τιμή της. Τα επόμενα κεφάλαια αφορούν την πειραματική διάταξη που χρησιμοποιήθηκε, τις μετρήσεις που διεξάχθηκαν στο εργαστήριο και την επεξεργασία τους. Ο εξοπλισμός αποτελείται από μια θερμοκάμερα, μια θερμαντική πηγή, ένα καταγραφικό μέσο που συνδέεται με αισθητήρα θερμοκρασίας και ένα θερμόμετρο. Οι παράγοντες που εξετάστηκαν ήταν η θερμοκρασία, το υλικό και το χρώμα αυτού, καθώς και η γωνία παρατήρησης.

Emissivity measurements are of great interest for both theoretical studies and technological applications. Emissivity is a property that defines how much radiation is emitted by a real surface in relation to the surface of the black body. The scope of this thesis is the study of emissivity and the factors affecting its value, when measuring temperature through infrared camera. The first chapter is a brief reference to electromagnetic radiation and the laws that govern it, the basic principles of infrared thermography and its applications. Then, the concept of emissivity and the parameters that affect its value are analyzed in detail. The next chapters concern the experimental setup used, the measurements conducted in the laboratory and their evaluation. The equipment consists of a thermal camera, a heating source, a recording device connected to a temperature sensor and a thermometer. The factors examined were the temperature, the material and its color, as well as the angle of view.