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Probleme mit der Reflektivität und der Transmissivität

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  figure1102
Abbildung: Zusammensetzung des me\3baren Strahlungsflusses. Die drei Körper haben jeweils die Temperaturen tex2html_wrap_inline12320, tex2html_wrap_inline12322 und tex2html_wrap_inline12324.

Im gleichen Ma\3e wie die Emissivität tex2html_wrap_inline12270 verfälschen die Reflektivität tex2html_wrap_inline12234 und die Transmissivität tex2html_wrap_inline12236 eines Körpers Temperaturmessungen. Während durch eine Emissivität tex2html_wrap_inline12332 nur ein Teil des maximal möglichen Flusses abgestrahlt wird, setzt sich der Rest des Flusses, den ein Detektor empfängt, aus Temperaturstrahlung anderer Körper, die sich in der Umgebung des Me\3objektes befinden, zusammen. In Abbildung 2.8 ist dies graphisch veranschaulicht. Eine Infrarotkamera, die den schräg stehenden Körper von links beobachtet, empfängt insgesamt den Flu\3
 equation507
Dabei bezeichnet tex2html_wrap_inline12334, tex2html_wrap_inline12336 und tex2html_wrap_inline12338 den Flu\3, der von einem schwarzen Strahler der Temperatur tex2html_wrap_inline12320, tex2html_wrap_inline12322 und tex2html_wrap_inline12324 emittiert wird. Alle acht Grö\3en auf der rechten Seite der Gleichung (2.32) sind a priori unbekannt. Um die exakte Temperatur tex2html_wrap_inline12320, d. h. den Flu\3 tex2html_wrap_inline12334 messen zu können, müssen sowohl die Oberflächeneigenschaften aller Körper und die Temperaturen tex2html_wrap_inline12322 und tex2html_wrap_inline12324 bekannt sein oder unabhängig gemessen werden. Eine Möglichkeit, die Unbekannten zu ermitteln, ist die Störobjekte gleichzeitig über einen Spiegel zu beobachten und das Ganze in mehreren unterschiedlichen Spektralbereichen aufzunehmen [Gaussorgues, 94]. Die Möglichkeiten hierfür sind jedoch nur selten gegeben.

Es zeigt sich, da\3 schon bei einem sehr einfachen Me\3aufbau, wie in Abbildung 2.8, die absolute Temperaturmessung durch Umgebungsstrahlung stark verfälscht wird. Dies wird um so ausgeprägter, je höher der Temperaturunterschied zwischen den Objekten wird. Selbst bei hoher Emissivität kann die Verfälschung der Temperaturmessung einige Kelvin betragen. Beim Aufbau einer Kalibriereinrichtung für die verwendete Infrarotkamera (Kapitel 3.3.1) wurde daher eine spezielle Oberflächenbeschichtung bekannter Eigenschaft gewählt. Durch die Geometrie des Aufbaus kann der Flu\3 über drei Reflexionen zurückverfolgt und damit die Temperaturmessung korrigiert werden (siehe Abbildung 3.11).



Horst Haussecker
Tue Jan 14 19:32:36 MET 1997