Emissionsgrad
Die relative Fähigkeit einer Materialoberfläche, Wärme durch Strahlung abzugeben, wird durch ihren Emissionsgrad (ε) gemessen. Alle Objekte mit Temperaturen über dem absoluten Nullpunkt emittieren Wärmestrahlung. Das Verhältnis der von der Oberfläche eines Objekts abgestrahlten Energie zur von einem schwarzen Körper bei gleicher Temperatur und Wellenlänge abgestrahlten Energie wird als Emissionsgrad bezeichnet.
Emissionsgrad (ε) = Strahlungsenergie einer Objektoberfläche bei einer bestimmten Temperatur
Strahlungsenergie eines schwarzen Körpers bei gleicher Temperatur
Die Emissionswerte können zwischen 0 und 1 liegen. Bei einem perfekten Strahler (Schwarzkörper) beträgt der Wert 1, während er bei einem perfekten Reflektor (Weißkörper) 0 beträgt. Da sie bei einer bestimmten Temperatur einen Teil ihrer maximal möglichen Schwarzkörperstrahlung abgeben, werden die meisten natürlichen Objekte als „Graukörper“ klassifiziert.
Emissionsgrad von Materialien
Der Emissionsgrad eines bestimmten Materials hängt von seiner spezifischen chemischen Zusammensetzung und den Oberflächeneigenschaften ab. Glatte, glänzende Oberflächen weisen beispielsweise tendenziell ein höheres Reflexionsvermögen und damit einen geringen Emissionsgrad auf. Materialien wie Stoff, Gummi, Kunststoff, Keramik, Wasser und organische Stoffe weisen einen hohen Emissionsgrad auf. Der Emissionsgrad von Materialien, die grob in Metall und Nichtmetall eingeteilt werden, und ihre Emissionsgrad-Standardwerte werden dargestellt.
Tabelle 1: Emissionsgrad von metallischen und nichtmetallischen Materialien
| Metall | Emissionsgrad | Nichtmetall | Emissionsgrad |
| Blankes Aluminium | 0.02-0.4 | Beton (rau) | 0.93-0.96 |
| Gold | 0.02-0.37 | Glas | 0.76-0.94 |
| Kupfer | 0.02-0.74 | Holz | 0.8-0.95 |
| Führen | 0.06-0.63 | Kohlenstoff | 0.96 |
| Messing | 0.03-0.61 | Menschliche Haut | 0.98 |
| Nickel | 0.05-0.46 | Papier | 0.7-0.95 |
| Stahl | 0.07-0.85 | Plastik | 0.8-0.95 |
| Zinn | 0.04-0.08 | Gummi | 0.86-0.94 |
| Silber | 0.01-0.07 | Wasser | 0.67-0.96 |
| Zink | 0.02-0.28 | Sand | 0.76-0.9 |
Faktoren, die den Emissionsgrad eines Materials beeinflussen
Es gibt verschiedene Faktoren, die den Emissionsgrad eines Materials beeinflussen. Wir müssen uns ihrer Auswirkungen auf die Emissionswerte bewusst sein.
- Einfluss von Materialien oder Oberflächenbeschaffenheit
Bei metallischen Werkstoffen nimmt der Emissionsgrad mit zunehmender Oberflächenrauheit ab und mit zunehmender Polierung zu. Metalle, die einem industriellen Hochtemperaturprozess unterzogen wurden, weisen in der Regel eine dicke Oxidschicht auf und haben einen hohen und stabilen Emissionsgrad.
- Einfluss der Wellenlänge
Der Emissionsgrad variiert üblicherweise mit der Wellenlänge. Beispielsweise nimmt der Emissionsgrad polierter Metalle mit zunehmender Wellenlänge tendenziell ab, während der Emissionsgrad rauer Metalle tendenziell zunimmt. Materialeigenschaften hängen üblicherweise von der Wellenlänge ab. Abbildung 1: Der Emissionsgrad von Metallen nimmt üblicherweise ab, bei Nichtmetallen kann er ebenfalls zunehmen.
Abbildung 9: Aufgenommenes Bild mit dem TEMPSENS-Handkameramodell Thermeye640
Aufgenommenes Bild durch TEMPSENS Handkamera Modell thermEye640 Bei einer industriellen Anwendung, beispielsweise bei der Messung der Körpertemperatur eines Menschen, stellt man den Emissionsgrad auf 0,98 ein, entsprechend dem für die menschliche Haut empfohlenen Standard-Emissionsgrad, und die reflektierte Temperatur auf die Umgebungstemperatur von 68°F/20°C in Innenräumen. Die Kamera gleicht dies dann automatisch aus.
