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mercoledì 27 marzo 2013

Come ti frego con l'emissività

Sembra facile con una termocamera o un pirometro misurare la temperatura di un oggetto, basta prendere la sofisticata apparecchiatura,  accenderla, puntarla sull' oggetto e voilà ecco che come per magia conosciamo alla perfezione la temperatura dell' oggetto che osserviamo....... troppo facile, la realtà ci pone un limite ben preciso per tutte le misure indirette, ricavate tramite un algoritmo di calcolo, il limite consiste che la nostra misura è una stima sulla base di un calcolo il quale deve tenere presente alcune variabili.

Una di queste variabili quanto mai insidiose è l'emissività

Per definizione possiamo definire l'emissività  (cit. Wikipedia)



La emissività di un materiale (di solito indicata con ε ) è la frazione di energia irraggiata da quel materiale rispetto all'energia irraggiata da un corpo nero che sia alla stessa temperatura. È una misura della capacità di un materiale di irraggiare energia. Un vero corpo nero avrebbe un ε = 1 mentre qualunque oggetto reale ha 0 < ε < 1 (corpo grigio).


Per conto suo l'emissività di un corpo dipende dal materiale di cui esso è costituito, la rugosità superficiale, l'angolo di emissione, la lunghezza d'onda.

Nel campo edile quasi tutti i materiali impiegati sono alto emissivi, questo semplifica molto le misure e ne riduce l'errore. poco importa che la temperatura si precisa al grado.
Purtroppo quando ci si imbatte in favolosi metalli iniziano i problemi, e inizia anche l'emicrania del tecnico che viene chiamato a fare la misurazione, se per semplificarsi la vita si usa la famosa tabella delle emissività note si rischia di incappare in errori davvero grossolani, in oltre questi fantastici metalli possiedono la simpatica proprietà di riflettere tutto quello che gli circonda ed ovviamente riflettono anche la radiazione infrarossa che le termocamere percepiscono fin troppo bene 

 Se l'oggetto ripreso è un oggetto metallico la sua emissività varierà anche in base alla sua temperatura.
Semplificando possiamo quindi separare io materiali in due famiglie, i materiali basso emissivi e i materiali alto emissivi


Ecco un esempio esplicativo





Sp2 Temperatura
Sp3 Temperatura
Sp4 Temperatura
Sp5 Temperatura
Sp6 Temperatura
Sp7 Temperatura
Sp8 Temperatura


Le 4 barre sono praticamente alla medesima temperatura la misura corretta viene presa in corrispondenza dei marcatori rotondi neri L- e L+  avente emissività nota di 0,95 e corrisponde ai punti di lettura
Sp1 Sp3 Sp5 Sp7
Le altre letture Sp2 Sp4 Sp6 Sp8 sono ricavate direttamente sul metallo che ha emissività non nota, in questo modo la lettura della temperatura è totalmente sballata.

Come fare quindi ? Occorre sempre ricavare la temperatura su un punto ad emissività nota ed imparare a calcolare la stessa direttamente in loco, questo ed altri trucchetti sono di fondamentale aiuto tutte le volte che ci si trova di fronte a materiali basso emissivi o per i quali non conoscere la reale emissività comporta un errore grossolano nella misura della temperatura.

Diffidate da chi brandeggia un pirometro ad infrarossi o una termocamera e un foglietto con su scritto "Tabella emissività materiali"




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