簡単基礎

サーモグラフィとは何?

1800年にイギリスの天文学者ハーシェル  (Sir William Harschel)によって発見されました。彼は太陽画像の明るさを低減するための光学フィルタ材料の研究中、光をプリズムで分光している時に、偶然に赤色光の外側に物体の温度を高くする目に見えない光があることに気がつきました。
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赤外線はどこから出てる?

絶対零度以上の物体は放射エネルギーという形で熱を発しています。

 

赤外線は見える?

我々の生活では次のような波長領域を使用します
◦ガンマ線

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◦X線
◦紫外線
◦可視光線
◦赤外線
◦マイクロ波
◦ラジオ波 目で見ることができるのは可視光のみ。その他の波長は人間の目では見ることができません。

 

何故、サーモグラフィなのか? †
•エネルギーのためのコスト削減 ◦早期に機器の発熱箇所を発見することでエネルギーの消耗を防ぐことができる
◦検査のために生産ラインを止める必要はありません

•メンテナンスのためのコスト削減 ◦早期の問題箇所の診断を行うことによる、修理費用の削減が可能です
◦高くつく修理が必要になる前に、問題のある場所を正確にピンポイントで発見することにより、機器の寿命が長くなります

•メンテナンス方法の変更 ◦TBM(Time base maintenance)から ■ある時間が経過したら壊れていなくても交換する考え方

◦CBM(Condition base maintenance)へ ■定期的に確認を行い、悪いところのみを交換する考え方

 

赤外線サーモグラフィの優位点は何? †
•非接触 ? 離れたところから使用可能 ◦危険なエリアの外で作業が可能
◦対象物に対して、触れたり、影響を与えたりしない

•二次元表示 ◦対象物のエリア内での比較測定ができます
◦画像により対象物の外観を判断できます
◦熱パターンにより解析の際に視覚的に判断できます

•リアルタイム表示 ◦静止している対象物を素早く測定できます
◦高速で移動している対象物を測定できます
◦熱パターンが素早く変化する対象物を測定できます

 

赤外線サーモグラフィではできないこと †
•物を透視すること ◦ガラス越しのものは基本的に見えません。(短波長のカメラであれば、可能です)
◦内部の熱が表面に伝わってきたものを捕らえるので、物の中を透視して見ることはできません。

•ズームレンズの取り付け ◦サーモグラフィは距離や大気温度によっても補正を行う為、ズームレンズは無限の校正が必要となり、実現には至っておりません。
◦望遠レンズや広角レンズはあります。
◦温度を測定しない監視カメラにはズームレンズがあります。

 

赤外線画像 vs. 可視画像 †
•可視画像 ◦ライトで照らされた反射光を見ています
◦真夜中には人の目では見えない
◦もしも赤色に見える場合、電灯や太陽からの白色光が赤色の面にあたり赤色の成分だけが表面で反射するために赤く見えます。

•赤外線画像 ◦赤外線カメラであれば物体からの放射量を捕らえ、目に見える様に色付けします。
◦赤外線は物体自身の放射を見ているので、暗いところでも使用することが可能です。

 

赤外線放射は曲者? †
•私たちの生活の中では「全てのもの」は赤外線放射を発しています。しかし赤外線放射は同じ温度のものであっても「たくさん放射を出すもの」から「あまり放射を出さないもの」とさまざまなものがあります。っと言う事は、測定する前に「どのくらい放射をだすものかを知っておく必要がある」ということになります。
•この様な説明では「測定は難しい?」となってしまうので整理して説明していくことになります。
•まずは簡単なところから: ◦ピカピカ光る錆びていない金属はあまり放射を出さない。
◦それに対して非金属はたくさん放射を出す。
◦※非金属とは例えば、木、ゴム、ペンキ、テープ、皮膚、床、カーペットなどなどたくさんありますね。

•もう少し詳しく言うと ◦金属でも、「表面がザラザラ」「表面が錆びている」「金属の表面にテープが貼られている」となるとたくさん放射する表面になります。

•専門用語を使うと「放射率」 ◦放射率は0.1位から1.0まで設定できます。
◦たくさん放射する素材(または表面)を高い放射率
◦少しだけ放射する素材(または表面)を低い放射率
◦と言います。

•例えば? ◦画像は次までに準備しますが、同じ温度のものでも表面の状態によっては、放射率が高い部分と低い部分があることが判ります。

 

反射温度って? †
◦測定器を入手して、設定するところに必ずあるのが、「放射率」と「反射温度」。次はこのあたりを説明していきます。

続きは後ほど、