אחד הדברים הראשונים שכולם ישימו לב במצלמות תרמיות ובמדדי החום האינפרא אדום שלנו הוא שיכולות הפליטה מוגדרות עבור כל מוצר בודד (Emissivity). הפליטה קבועה - בדרך כלל ב-0.95 - או מכוונים במרווחים המשתנים בין 0.1 ל-1 ברוב מצלמות ההדמיה התרמית. מאמר זה נועד להסביר מהי פליטות, כיצד היא נקבעת, ואת האתגרים המעשיים שהיא מציבה עבור תרמוגרפים וטכנאים.
מה זה Emissivity?
פליטה מוגדרת כיכולת של כל חומר או חפץ להקרין אנרגיה תרמית.
חומרים שונים מקרינים חום ביעילות שונה, חומרים כהים ועמומים יותר הנוטים להיות פולטים תרמיים טובים יותר בעוד שמשטחים בהירים יותר ומבריקים יותר נוטים להיות פולטים תרמיים גרועים יותר. עם זאת, המראה של החפץ אינו מדד מדויק לפליטה שלו, שכן משטחים שונים מאותו צבע, כגון צבע לבן, נייר או שיש, עשויים להיות בעלי יכולת פילטה שונה.
לתכונות התרמיות השונות של חומרים אלה יש יישומים מעשיים שונים בשימושים בתעשייה. לדוגמא חלונות בית או משרד מבודדים, מכוסים בציפוי שקוף בעל פליטות נמוכה על מנת לבודד טוב יותר מפני חום השמש. מערכות חימום מים סולאריות משתמשות במשטחים בעלי פליטות נמוכה על מנת להעביר כמה שיותר מאנרגיית השמש למים.
כיצד נחשב את הפלט?
פליטות (Emissivity) מתבטא במספר בין 0 ל-1 המגדיר את היכולת של חומר או חפץ לפלוט קרינה תרמית. לאובייקטים ללא יכולת פליטה כלשהי יהיה ערך של 0 ולעצמים שפולטים אנרגיה מקסימלית בכל תדר יהיה ערך של 1. במציאות, כמעט כל החומרים נמצאים איפשהו באמצע.
מכיוון שפליטה שווה לספיגה, לא יתכן שלאובייקט תהיה יכולת פליטה גדולה מ-1 מכיוון שגוף שחור לחלוטין יכול לספוג מקסימום 100% מהאנרגיה התרמית המוקרנת. חומר עם פליטות של 0 אינו פולט אנרגיה תרמית דרך קרינה, אך הוא גם מחזיר חום ב-100%, כך שהוא ידוע בתור 'מראה תרמית מושלמת'.
ערכי פליטה של החומרים נפוצים:
מלט: 0.54
נחושת מחומצנת: 0.65
זכוכית: 0.92
נייר: 0.68 לבנים אדומות: 0.90
כסף, מלוטש: 0.02
אדמה: 0.92
נירוסטה: 0.59
מים: 0.95
כיצד משפיעה Emissivity על הדמיה תרמית?
חפצים שונים בעלי פליטות שונות מציבים אתגר לאלה שעובדים עם מצלמות ההדמיה תרמית. לדוגמה, חפץ העשוי ממספר חומרים שונים עשוי להיראות בטמפרטורות שונות בעוד שלמעשה הוא נמצא בטמפרטורה אחידה, או לחילופין רכיב שמתחמם עשוי להיראות תקין אם יש לו ערך פליטות נמוך.
לכן חשוב שהמשתמש יוכל להגדיר את כושר הפליטה של המשטח שברצונו למדוד לפני ביצוע מדידות ו/או בדיקות תרמוגרפיות. לאחר התאמה נכונה של הפליטה, המצלמה תוכל לפצות את המדידות שלה על סמך ערך הפליטה ולספק את קריאות הטמפרטורה המדויקות ביותר האפשריות.