我們都知道,紅外成像技術(shù)是通過采集物體發(fā)出的熱輻射,將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào),產(chǎn)生適合處理的信號(hào)形式,并進(jìn)行處理和計(jì)算最終得到物體表面溫度的一種技術(shù)。以物體輻射規(guī)律為基礎(chǔ),有幾大輻射測(cè)溫方案:亮度測(cè)溫法、比色測(cè)溫法、全輻射測(cè)溫法、紅外測(cè)溫法等。

亮度測(cè)溫法是以普朗克黑體輻射定律為理論基礎(chǔ),使用亮度測(cè)溫計(jì)獲取的被測(cè)目標(biāo)單色輻射亮度,再通過數(shù)據(jù)處理得到目標(biāo)的溫度值,此種測(cè)溫方法和物體的光譜發(fā)射率有關(guān)。由于理想黑體的光譜輻射發(fā)射率為 1,實(shí)際物體的光譜輻射發(fā)射率只能趨近于 1 且一定小于 1。所以使用黑體標(biāo)定的單色測(cè)溫儀獲得的并非被測(cè)物體的真實(shí)溫度,而是其“亮溫”。當(dāng)光譜輻射發(fā)射率趨近于 1 時(shí),物體的亮溫與其真溫的偏差越小,反之,偏差越大。
研究表明,物體的光譜發(fā)射率受溫度等環(huán)境因素的影響較大,但是在不同波長(zhǎng)下的發(fā)射率的比值變化卻很小,因此使用比色測(cè)溫的方法測(cè)得的物體的溫度比亮度測(cè)溫方法測(cè)得的溫度更準(zhǔn)確。在某一溫度下,被測(cè)物體在指定的兩個(gè)不同波長(zhǎng)下的單色光譜輻射亮度的比值與在溫度下標(biāo)準(zhǔn)黑體在與被測(cè)物體指定的對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)下的單色光譜輻射亮度的比值相等,則稱 為物體的顏色溫度。當(dāng)物體的光譜發(fā)射率隨波長(zhǎng)的變化非常小時(shí),則物體的顏色溫度可近似的看作是被測(cè)物體的真實(shí)溫度。當(dāng)被測(cè)物體性質(zhì)與灰體相近時(shí),被測(cè)物體的光譜發(fā)射率可視為定值,則物體的顏色溫度就是被測(cè)物體的真實(shí)溫度。
全輻射測(cè)溫法是以斯忒藩-玻爾茲曼定律為理論依據(jù)延展出來的測(cè)溫方法。使用全輻射測(cè)溫的方法確定被測(cè)物體的實(shí)際溫度,需要確定被測(cè)物體的半球發(fā)射率,由于發(fā)射率總是小于 1,所以使用全輻射測(cè)溫法得到的輻射溫度總是小于物體的真實(shí)溫度。
紅外測(cè)溫法是部分輻射測(cè)溫法的一種,其主要測(cè)量紅外波段的輻射能量。波長(zhǎng)為0.78μm~1000μm的電磁波稱為紅外線,又稱紅外輻射。一般紅外熱像儀使用的波段為:短波(3 μm~ 5μm)、長(zhǎng)波(8μm~14μm)。由于紅外測(cè)溫法成本偏低,響應(yīng)速度快,發(fā)射率誤差小,測(cè)溫精度較高,應(yīng)用較為廣泛。






