전외선 카메라는 일반적으로 두 가지 용도로 사용 중이며 미광증폭식과 열화상 두 가지가 있다. 빛은 크게 빛 파장에 따라 적외선, 가시광선, 자외선으로 나누어지며, 이를 세부적으로 보면 적외선은 다시 세 부분으로 나누어진다.
열화상 카메라 종류
적외선의 파장별 차이에서 확인이 가능하듯 적외선의 특성이 다르기 때문에 이를 활용하여 미광증폭식과 열화상 카메라를 구분할 수 있다.
- 미광증폭식 카메라 : 그적외선과 증적외선의 원리를 적용하여 어두운 환경에 적외선을 발산하여 이를 수집하여 적용한 것
- 열화상 카메라 : 사람의 체온인 37도 에서 방출되는 8~14를 이용하는 것
방사율
방사율이란, 물체의 열방출, 즉 물체의 표면이 해당 물체의 "진정한"온도를 얼마나 정확히 나타내는지 가늠하는 척도이다.
방사율 값의 범위는 0(모든 에너지를 반사하는 완벽한 거울과 같은 상태)과 (모든 에너지를 완벽하게 흡수하고 방출하는 흑체 같은 상태) 사이의 값으로 표시한다. 단, 0과 1의 방사율 값은 이론적으로 존재하는 값이기 때문에, 실제 물리적으로 존재하는 모든 물체의 방사율은 0.01에서 0.00까지다.
구리, 알루미늄 등 고광택 금속 표면은 일반적으로 방사율이 0.10 미만인 반면, 거칠거나 산화된 금속 표면의 방사율은 훨씬 더 높은 편이다.(표면 사태와 산화 방응 정도에 따라 0.6. 이상) 대부분의 무광 페인트는 방사율이 약 0.90, 사람의 피부와 물은 방사율이 약 0.98이다.
다음 그림에서 각 블록이 온도는 같지만, 화면에는 모든 다르게 나타나는 것이 바로 방사율의 차이 때문이다.
방사율이 낮은 고광택 금속 물체를 측정하면, 해당 표면은 거울과 같은 역할을 하게 된다.
즉, 카메라는 금속 자체의 온도가 아닌, 표면에 반사되는 돌아오는 열의 감지하게 된다는 뜻이다.
반사 온도는 다른 물체에서 방사된 파장을 측정 대상으로 선정한 목표물이 반사한 것을 측정한 온도이다.
특히 가까이 있는 열원(작업자 본인의 신체 등)에서 방사된 열이 측정하고자 하는 표면에 반사되어 돌아올 경우, 카메라는 이 반사 온도를 측정하여 실제 온도보다 훨씬 높은 측정값을 제시할 수도 있다. 반대로 측정하고자 하는 물체가 인접한 그림에서 반지의 경우, 손가락의 피부와 온도가 거의 동일 하지만, 카메라에서는 상대적으로 차갑게 나타나는 경우다.
방사율이 높은 물체는 반사 온도의 영향을 덜 받는 편이지만, 방사율이 낮은 물체는 반사 온도의 영향을 많이 받을 수 있으므로, 분석 시에는 그 영향을 충분히 이해하고 결과를 판단해야 한다.
측정하려는 물체의 방사율이 높을 경우, 카메라 설정에서 방사율과 반사 온도를 조정하면 최적의 결과를 얻을 수 있다. 예를 들어, 사람의 체온을 측정하려면 방사율을 0.98(인체 피부의 방사율)로 설정하고 반사 온도를 환경 온도(실내에서는 약 20도)로 설정하면, 카메라가 설정된 조건에 맞게 측정값을 보정해 주기 때문에 방사율과 반사 온도 설정은 상당히 중요하다고 볼 수 있다.
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