เข้าใจค่า Emissivity สัมประสิทธิ์การแผ่รังสีความร้อน: การวัดที่แม่นยำ

สัมประสิทธิ์การแผ่รังสีความร้อน (Emissivity สัญลักษณ์ ε ) คือคุณสมบัติพื้นฐานของวัสดุที่อธิบายความสามารถในการปล่อยรังสีอินฟราเรด ถูกกำหนดให้เป็นอัตราส่วนของการแผ่รังสีที่ปล่อยออกมาจากวัสดุต่อรังสีที่ปล่อยออกมาจากวัตถุสีดำที่สมบูรณ์แบบที่อุณหภูมิและความยาวคลื่นเท่ากัน

กล่าวง่ายๆ ก็คือ การแผ่รังสีจะบ่งบอกว่าพื้นผิวปล่อยรังสีความร้อนออกมาได้อย่างมีประสิทธิภาพเพียงใด วัสดุที่มีการแผ่รังสีสูงจะปล่อยรังสีอินฟราเรดจำนวนมากเมื่อเทียบกับวัตถุสีดำที่สมบูรณ์แบบที่อุณหภูมิเดียวกัน ในขณะที่วัสดุที่มีการแผ่รังสีต่ำจะปล่อยรังสีน้อยกว่า

โดยทั่วไปค่าการเปล่งรังสีของวัสดุจะอยู่ระหว่าง 0 ถึง 1 โดยที่ค่า 1 แสดงถึงสภาพเปล่งรังสีที่สมบูรณ์แบบ (วัตถุสีดำที่สมบูรณ์แบบ) และ 0 แสดงถึงไม่มีการแผ่รังสี (ตัวสะท้อนแสงที่สมบูรณ์แบบ) วัสดุในโลกแห่งความเป็นจริงส่วนใหญ่มีค่าการแผ่รังสีระหว่างค่าสุดขั้วเหล่านี้

การตั้งค่า Emissivity บนเครื่องวัดอุณหภูมิอินฟราเรด

เครื่องมือวัดแบบอินฟราเรดและการถ่ายภาพความร้อน จะมีการตั้งค่าสัมประสิทธิ์การแผ่รังสีความร้อน เพื่อการวัดค่าอุณหภูมิอย่างแม่นยำ

ตารางค่าสัมประสิทธิ์การแผ่รังสีความร้อน (ε)

Material	Emissivity
Aluminium: anodised	0.77
Aluminium: polished	0.05
Asbestos: board	0.96
Asbestos: fabric	0.78
Asbestos: paper	0.93
Asbestos: slate	0.96
Brass: highly polished	0.03
Brass: oxidized	0.61
Brick: common	0.81 - 0.86
Brick: common, red	0.93
Brick: facing, red	0.92
Brick: fireclay	0.75
Brick: masonry	0.94
Brick: red	0.9
Carbon: candle soot	0.95
Carbon: graphite, filed surface	0.98
Carbon: purified	0.8
Cement:	0.54
Charcoal: powder	0.96
Chipboard: untreated	0.9
Chromium: polished	0.1
Clay: fired	0.91
Concrete	0.92
Concrete: dry	0.95
Concrete: rough	0.92 - 0.97
Copper: polished	0.05
Copper: oxidized	0.65
Enamel: lacquer	0.9
Fabric: Hessian, green	0.88
Fabric: Hessian, uncoloured	0.87
Fibreglass	0.75
Fibre board: porous, untreated	0.85
Fibre board: hard, untreated	0.85
Filler: white	0.88
Firebrick	0.68
Food & Organic Materials	0.95 - 0.97
Formica	0.94
Galvanized Pipe	0.46
Glass	0.92
Glass: chemical ware (partly transparent)	0.97
Glass: frosted	0.96
Glass: frosted	0.7
Glass: polished plate	0.94
Granite: natural surface	0.96
Graphite: powder	0.97
Gravel	0.28
Gypsum	0.85
Hardwood: across grain	0.82
Hardwood: along grain	0.68 - 0.73
Ice	0.97
Iron: heavily rusted	0.91 - 0.96
Lacquer: bakelite	0.93
Lacquer: dull black	0.97
Lampblack	0.96
Limestone: natural surface	0.96
Mortar	0.87
Mortar: dry	0.94
P.V.C.	0.91 - 0.93
Paint: 3M, black velvet coating 9560 series optical black	@1.00
Paint: aluminium	0.45
Paint, oil: average of 16 colours	0.94
Paint: oil, black, flat	0.94
Paint: oil, black, gloss	0.92
Paint: oil, grey, flat	0.97
Paint: oil, grey, gloss	0.94
Paint: oil, various colours	0.94
Paint: plastic, black	0.95
Paint: plastic, white	0.84
Paper: black	0.9
Paper: black, dull	0.94
Paper: black, shiny	0.9
Paper: cardboard box	0.81
Paper: green	0.85
Paper: red	0.76
Paper: white	0.68
Paper: white bond	0.93
Paper: yellow	0.72
Paper: tar	0.92
Pipes: glazed	0.83
Plaster	0.86 - 0.90
Plaster: rough coat	0.91
Plasterboard: untreated	0.9
Plastic: acrylic, clear	0.94
Plastic: black	0.95
Plastic: white	0.84
Plastic paper: red	0.94
Plastic paper: white	0.84
Plexiglass: Perspex	0.86
Plywood	0.83 - 0.98
Plywood: commercial, smooth finish, dry	0.82
Plywood: untreated	0.83
Polypropylene	0.97
Porcelain: glazed	0.92
Quartz	0.93
Redwood: wrought, untreated	0.83
Redwood: unwrought, untreated	0.84
Rubber	0.95
Rubber: stopper, black	0.97
Sand	0.9
Skin, human	0.95 - 0.98
Snow	0.8
Soil: dry	0.92
Soil: frozen	0.93
Soil: saturated with water	0.95
Stainless Steel	0.59
Stainless Plate	0.34
Steel: galvanized	0.28
Steel: rolled freshly	0.24

การแผ่รังสีถือเป็นข้อพิจารณาที่สำคัญในการใช้งานต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกระบวนการถ่ายภาพความร้อน การวัดอุณหภูมิ และกระบวนการถ่ายโอนพลังงาน ตัวอย่างเช่น:

การถ่ายภาพความร้อน: กล้องอินฟราเรดใช้ค่าการแผ่รังสีเพื่อวัดอุณหภูมิพื้นผิวอย่างแม่นยำ โดยการชดเชยความแตกต่างของการแผ่รังสีระหว่างวัสดุ ช่วยให้สามารถถ่ายภาพความร้อนและวิเคราะห์อุณหภูมิในสภาพแวดล้อมที่หลากหลายได้อย่างแม่นยำ
การวัดอุณหภูมิ: เครื่องวัดอุณหภูมิอินฟราเรดและเซ็นเซอร์ความร้อนอาศัยค่าการแผ่รังสีเพื่อให้การอ่านอุณหภูมิของพื้นผิวได้อย่างแม่นยำ การปรับการตั้งค่าการแผ่รังสีบนอุปกรณ์เหล่านี้ช่วยให้มั่นใจในการวัดที่แม่นยำ โดยเฉพาะพื้นผิวที่ไม่ใช่โลหะซึ่งมีการแผ่รังสีที่แตกต่างกัน
การถ่ายเทพลังงาน: การแผ่รังสีส่งผลต่อการถ่ายเทความร้อนระหว่างพื้นผิวและสภาพแวดล้อม พื้นผิวที่มีการแผ่รังสีสูงจะดูดซับและปล่อยพลังงานความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะที่พื้นผิวที่มีการแผ่รังสีต่ำอาจสะท้อนหรือดูดซับพลังงานน้อยลง ซึ่งส่งผลต่อกระบวนการทำความร้อนและความเย็น

การทำความเข้าใจการปล่อยก๊าซเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการวัดอุณหภูมิที่แม่นยำ การวิเคราะห์เชิงความร้อน และการจัดการพลังงานในอุตสาหกรรมต่างๆ รวมถึงการผลิต การบินและอวกาศ การก่อสร้างอาคาร และวิศวกรรมยานยนต์ วัสดุที่แตกต่างกันมีค่าการแผ่รังสีที่แตกต่างกัน และการระบุลักษณะเฉพาะของค่าการแผ่รังสีที่แม่นยำเป็นสิ่งสำคัญสำหรับประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ในการใช้งานด้านความร้อน