Emissiviteit bepaal je door je infraroodthermometer te vergelijken met een referentie waarvan je de temperatuur zeker weet: een sticker, tape, matzwarte verf, water of een thermokoppel op het oppervlak. Je stelt de emissiviteit bij tot beide metingen gelijk zijn. Hieronder lees je wat je nodig hebt en hoe je dat in vier stappen doet.
Wat is emissiviteit en waarom is het belangrijk?
Emissiviteit (ook emissiegraad, ε) geeft aan hoeveel warmtestraling een oppervlak uitzendt in verhouding tot een ideale black body bij dezelfde temperatuur. Een infraroodthermometer of infraroodcamera berekent de temperatuur uit die straling en moet daarvoor de emissiviteit weten: staat die verkeerd ingesteld, dan klopt de gemeten temperatuur niet.
Elk object met een temperatuur boven het absolute nulpunt (-273,15°C) zendt warmte uit in de vorm van elektromagnetische straling. Volgens de wet van Stefan-Boltzmann (M = σ·T4, met σ = 5,67·10-8 W·m-2·K-4) is de totale uitgestraalde energie over alle golflengten evenredig met de vierde macht van de temperatuur van het object. Emissiviteit is de verhouding tussen de straling van een object en die van een black body bij dezelfde temperatuur. Omdat het een verhouding is, ligt de emissiviteit altijd tussen 0 en 1. Is die verhouding bij alle golflengten gelijk, dan spreek je van een grijs lichaam; bij metalen is dat niet zo.
Als de emissiviteit bekend is, kun je de temperatuur van een object bepalen aan de hand van de warmtestraling die het uitzendt. Emissiviteit hangt niet alleen af van het materiaal, maar ook van de toestand van het oppervlak (bijvoorbeeld gepolijst of geoxideerd), de temperatuur, de meethoek en de golflengte waarop je meet. Bij metalen hangt de emissiviteit bovendien sterk af van de golflengte. Niet-metalen hebben bij langere golflengten een relatief hoge en constante emissiviteit; bij metalen is die veel lager en neemt ze bij langere golflengten verder af. Metalen meet je daarom bij voorkeur op een zo kort mogelijke golflengte; in onze blog over temperatuurmeting bij 3D-metaalprinten lees je hoe je daarvoor een sensor kiest. De juiste emissiviteit kennen is dus essentieel voor een nauwkeurige meting.
Benodigde materialen voor het meten van emissiviteit
Om de emissiviteit te bepalen heb je nodig:
- de infraroodthermometer of infraroodcamera waarmee je straks gaat meten;
- een referentie: een sticker of tape met bekende emissiviteit (meestal 0,95), matzwarte verf, water, of een thermokoppel dat de echte temperatuur van het oppervlak meet;
- een voorwerp met een stabiele temperatuur die duidelijk hoger of lager is dan de omgeving.
Stickers en tape zijn bedoeld voor sensoren die meten tussen 8 en 14µm, en alleen tot ongeveer 300°C. Zorg dat alles schoon is en vrij van vuil of stof.
Hoe voer je een emissiviteitsmeting uit?
Volg deze stappen:
- Breng het voorwerp op een stabiele temperatuur die duidelijk hoger of lager is dan de omgeving.
- Breng de referentie aan op het voorwerp en wacht tot die dezelfde temperatuur heeft. Werk je met een thermokoppel, zet het dan met goed contact op het oppervlak.
- Stel je thermometer in op de emissiviteit van de referentie (bij sticker of tape meestal 0,95) en meet de referentie. Bij een thermokoppel lees je de temperatuur direct af.
- Meet nu het oppervlak direct naast de referentie en pas de emissiviteit aan tot je dezelfde temperatuur ziet. De ingestelde waarde is de emissiviteit van je materiaal.
Hulp nodig?
Soms lukt het niet om het zelf te meten, bijvoorbeeld bij glimmend metaal of hoge temperaturen. Neem contact met ons op, dan kijken we samen naar je materiaal en de juiste sensor. Wil je eerst in je eigen proces testen, dan kun je ook een pyrometer of infraroodcamera huren.