Keil-Effekt (Wedge Effect)

Der Keileffekt beschreibt in der Infrarot-Thermografie die Erhöhung der scheinbaren Emissivität einer Oberfläche, wenn sich diese innerhalb einer keilförmigen Struktur – wie einer Nut, einem Schlitz oder einer Vertiefung – befindet, im Vergleich zu einer flachen Oberfläche. Diese erhöhte Emissivität entsteht durch mehrfache Reflexionen der Infrarotstrahlung innerhalb des Keils. Während die Strahlung innerhalb des Keils mehrfach reflektiert wird, steigt mit jeder Reflexion die Wahrscheinlichkeit, dass die Strahlung absorbiert und erneut emittiert wird, wodurch die scheinbare Emissivität der Oberfläche zunimmt.

Die kombinierte Wirkung dieser inneren Reflexionen führt zu einem nahezu idealen Schwarzstrahlerzustand mit Emissivitätswerten von bis zu 0,998, unabhängig von der materialtypischen Emissivität. Dieser Effekt minimiert den Einfluss von Schwankungen der Materialemissivität oder externer Strahlung auf die Genauigkeit der Temperaturmessung. Um eine so hohe Emissivität zu erreichen, muss die Tiefe des Keils deutlich größer sein als seine Öffnung.

Die Anwendung des Keil- oder Halbkeileffekts erhöht die Emissivität von Oberflächen und ist besonders wirksam, wenn natürliche oder künstliche Keile, wie Nuten oder Schlitze, vorhanden sind.