熱画像 — CAE用語解説

それならサーモグラフィで熱画像を撮るのが一番だよ。赤外線カメラで対象物の表面温度分布を非接触で一括取得できる。最近の機種は320×240ピクセル以上の解像度があるから、ICパッケージ個別の温度まで識別できるんだ。

すべての物体は温度に応じた赤外線放射を出している。Stefanの法則で放射エネルギーは$T^4$に比例するから、赤外線の強度を測れば表面温度が分かる。ただし放射率（emissivity）の設定が重要で、金属の光沢面はε=0.1程度で大きな誤差が出る。黒体塗料を塗って$\varepsilon$≈0.95にするのが定番の対策だ。

非常に多い。熱解析の結果と実測の熱画像を並べて比較するのは、モデルの妥当性検証の標準的な方法だよ。

例えばFEMで計算した温度コンター図とサーモグラフィ画像を同じカラースケールで表示して、ホットスポットの位置や温度レベルが一致するか確認する。10℃以上のズレがあれば境界条件や物性値の見直しが必要だね。

内部は熱電対を埋め込むか、解析で推定するしかない。表面温度がCAEと合っていれば内部温度も信頼できるという考え方だ。設備の予知保全にもサーモグラフィは活用されていて、モーターの軸受けやケーブルの異常発熱を定期点検で検知する使い方もあるよ。

• サーモグラフィ — 赤外線カメラによる非接触温度計測技術
• 輻射 — 熱画像の物理的基盤となる電磁波による熱伝達
• 温度測定 — 熱電対、測温抵抗体などの接触式計測との使い分けが重要

解析を「やりっぱなし」にしないために、実測との比較は必須だよ。熱画像は面的なデータが取れるから、1点だけの熱電対よりも解析モデルの弱点を見つけやすい。まずは手元の基板で撮ってみることを勧めるよ。