发射率对红外热像仪温度测量的影响，求详述！！

红外热像仪有没有测量金属，反光等低发射率物体的简单办法？用的福禄~

红外热像仪的工作原理像照相机一样，里面有块捕捉红外辐射的芯片，通过温度的高低来判断和分析问题，福禄克在这软件方面的技术是业内做的最好的，想了解这方面的知识可以更细致的咨询福禄克工程师。关于背景温度补偿：发射率较低的被测物体会反射来自附近的物体的能量，这部分额外的反射能量会被添加到被测物体自身辐射的能量中，这部分能量如果不被剔除，将使测量读数不准确。因此我们需要根据现场环境温度情况修正“背景温度补偿”等参数来消除这部分干扰。

福禄克Ti400不错啊，我们公司也用的福禄克。我们推荐您以下几种方法，用于准确检测低发射率被测物体的表面温度。
a. 绝缘胶带法
将一块绝缘胶带（建议使用3M 电气绝缘胶带，牌号1712，黑色；发射率：0.93）紧密贴于被测物体表面
（无气泡或褶皱），并保持足够时间使被测目标表面与胶带温度相同。通过调整红外热像仪发射率，使被
测材料表面的温度与贴有绝缘胶带表面温度相同或接近，此时的发射率即为被测材料物体正确的发射率。
适用场合：此种方法适用于被测目标相对比较大，温度较低（小于80℃），要求测试后不改变原目标表
面状况的场合，例如各种散热模块，光洁芯片（较大）表面，金属表面等。
b. 喷漆法
将漆（丙烯酸树脂，建议使用保赐利自动喷漆，黑色；
发射率：0.97）均匀喷涂薄层覆盖住被测目标表面，
保持足够时间使被测目标表面与涂层温度相同。然后
通过调整红外热像仪发射率，直到没有喷漆的表面温
度与喷漆表面温度相同或接近，此时的发射率即为目
标物体正确的发射率。
适用场合：此种方法适用于温度较高的被测目标或尺
寸较小的被测目标，可以接受被测物体表面状况被改
变的场合，例如设备维护场合下的管道、阀门等静设
备；制造业中，较小的芯片表面、管脚、不规则的散
热片、电容器顶端、LED 芯片（表面镀银）。同时要
给客户说明，喷涂后的目标可能无法擦拭干净。
c. 涂抹法
用水性白板笔（建议使用晨光水性白板笔，牌号MG -
2160，黑色，发射率：0.95）均匀的涂抹在被测物体
表面，保持足够时间使被测目标表面与涂抹面达到温
度相同。然后通过调整红外热像仪发射率，直到没有
涂抹的表面温度与涂抹表面温度相同或接近，此时的
发射率即为目标物体正确的发射率。
适用场合：此方法适用于不允许改变物体表面状态（涂
抹后可擦去），同时形状不适合进行胶带粘贴的目标，
涂抹法可针对较小的目标进行，但目标表面温度不宜
超过100℃。注意白板笔不能是油性笔，如果误用油
性笔，涂面干后很难擦去。
d. 接触温度计法
用接触式温度计，如热电偶、热电阻等直接测量物体表
面温度，然后通过调整红外热像仪发射率，直到热像仪
所测得的表面温度与接触式温度计测得的表面温度相同
或接近，此时的发射率即为目标物体正确的发射率。
适用场合：需注意现场是否允许进行表面接触测温（特
别是带电、运动等现场）。
e. 后期修改发射率
您还可将热图在SmartViewR 软件上使用多点/ 区域发
射率修正功能进行修改，从而获得准确温度数据。

材料表面发射率较高时，测量精度高。文件较大，通过邮箱发给你PDF文件，hjm_2347_sina.con
目前, 红外成像技术已经广泛应用于军事领
域, 成为现代武器装备的重要技术。红外成像系
统的研制, 离不开靶场实验, 因此, 研究能够模拟
各种军事目标红外辐射特性的红外靶标有着极其
重要的现实意义。红外靶标系统中, 红外热像仪
负责实时监测红外靶标各区域的温度, 红外靶标
系统根据红外热像仪测量的温度, 调整各区域的
温度, 使红外靶标系统的红外辐射特性接近被模
拟目标。在红外靶标系统研制过程中, 红外靶标
系统的表面发射率对红外热像仪测温精度影响很
大, 由此直接影响红外靶标系统的精度。为了提
高红外热像仪的测温精度, 本文详细分析了红外
靶标系统的表面发射率对红外热像仪测温精度的
影响, 旨在为红外靶标系统表面材料的选择提供
依据。
2.. 红外热像仪测温原理
.. .. 本文的实验均采用TP8 型长波红外热像仪。
对于近距离探测而言, 不考虑大气衰减, 当目标表
面满足灰体模型, 到达红外热像仪镜头前的总能
量应为目标红外辐射的能量与目标反射的环境辐
射能量, 故有下式成立[ 1~ 5] :
Lm = ..Lt + ( 1- ..) Lb, ( 1)
式中Lm为到达镜头前的总辐射亮度, L t为目标的
辐射亮度, Lb为环境的辐射亮度, ..为目标表面发
射率。
由于灰体的反射和发射均是漫反射的, 因此
辐射亮度L 与辐射出射度M 存在如下关系[ 6, 7] :
L =
M
.., ( 2)
TP8型长波红外热像仪的波长范围为8~ 14 ..m,
由普朗克辐射定律, 有下式成立[ 6~ 8] :
M t = ..14
8
c1 ..- 5
ec 2/..T t - 1
d.., ( 3)
Mb = ..14
8
c1 ..- 5
ec 2/..T b - 1
d.., ( 4)
式中M t为目标的辐射出射度, Mb为环境的辐射出
射度, Tt为目标绝对温度, Tb为环境绝对温度, ..
为波长, c1为第一辐射常数( 3..741 8 .. 10- 16 W ..
m2 ), c2为第二辐射常数( 1..438 8 .. 10- 2 m.. K )。
将式( 2)、( 3)、(
4)代入式( 1)得:
Lm =
..
.. ..14
8
c1 ..- 5
ec2 /..Tt - 1
d..+
1 - ..
.. ..14
8
c1 ..- 5
e
c
2
/..T
b - 1
d... ( 5)
.. .. TP8型长波红外热像仪根据设置的目标表面
发射率和采集的环境温度, 结合测得的辐射亮度,
由式( 5)得出目标的温度。
3.. 目标表面发射率对测温精度的影响
.. .. 由普朗克辐射定律, 可以认为L t是Tt为自变
量的函数, 记作:
L t = f (T t ) =
1
.. ..14
8
c1 ..- 5
ec 2/..T t - 1
d.., ( 6)
则有:
T t = f
- 1
( Lt ) . ( 7)
.. .. 为便于分析和数值计算, 将影响红外热像仪
测温精度的因素用差分形式表示:
..T t = f
- 1
(L t + ..L t ) - f
- 1
( Lt ), ( 8)
由式( 1)可得:
..Lt =
Lb - Lm
..2 .. ....-
1 - ..
..
..Lb, ( 9)
其中:
..Lb = f (Tb + ..T b ) - f (Tb ), ( 10)
根据式( 8)、( 9)、( 10) , 可以计算红外热像仪测温
误差。
从上述分析可以看到, 红外热像仪的测温误
差..Tt取决于....、..、..Tb、Tb和Lm。为了说明目标
表面发射率对红外热像仪测温精度的影响, 本文
假定环境温度293..15 K, 目标温度308..15 K, 对
目标表面发射率为0..95、0..7、0..5、0..3 时分别进
行理论计算, 其结果如图1所示。
分析图1可知, 红外热像仪在测量目标表面
真实温度时, 目标表面发射率越小, 红外热像仪测
温误差越大; 目标表面发射率越大, 红外热像仪测
温误差越小。此外, 红外热像仪设置的目标表面
发射率误差和采集的环境温度误差也对红外热像
仪测温误差有着很大的影响。根据以上分析, 红
第2期.. .. .. .. .. 胡剑虹, 等:目标表面发射率对红外热像仪测温精度的影响153

外热像仪应当避免测量目标表面发射率很小的目标温度。
图1.. 热像仪测量温度误差曲线图
F ig. 1.. Erro r curves of the rma l infrared im ager in m easuring tem pe ra ture
4.. 红外靶标表面发射率范围的确定
.. .. 为了确定TP8型长波红外热像仪能够精确
测温的目标表面发射率的范围, 为红外靶标系统
设计提供依据, 本文对红外热像仪采集的图像的
某一点(图像中温度最高点) , 通过设置不同的目
标表面发射率, 获得不同的温度值。
实验时, 红外热像仪记录的环境温度为
299..95 K, 根据式( 5) , 可以计算Lm的值。由于红
外热像仪在相同环境下测温同一目标, Lm应为固
定值。若计算的Lm偏离这个固定值, 则可认为设
置的目标表面发射率超出红外热像仪能够精确测
温的目标表面发射率的范围。
本文设置的目标表面发射率从0..2 ~ 0..97,
对应的测量温度和Lm如表1所示。
表1.. 目标表面发射率与总辐射亮度关系表
Table 1.. R elation be tween surface emissivity and to tal radiance lum inance
.. Tt /K Lm / (W /( sr.. m2 ) ) .. T t /K Lm /(W /( sr.. m2 ) )
0. 97 317. 75 70. 52 0. 60 327. 55 70. 51
0. 96 317. 85 70. 45 0. 58 328. 35 70. 48
0. 95 318. 05 70. 48 0. 56 337. 35 70. 48
0. 94 320. 05 70. 50 0. 54 338. 35 70. 49
0. 93 322. 05 70. 52 0. 52 339. 35 70. 48
0. 92 324. 05 70. 53 0. 50 340. 45 70. 47
0. 91 325. 05 70. 45 0. 48 341. 55 70. 42
0. 90 328. 05 70. 54 0. 46 342. 85 70. 44
154 .. .. .. .. .. 中国光学与应用光学.. .. .. .. 第3卷..

续表1
.. Tt /K Lm / (W /( sr.. m2 ) ) .. T t /K Lm /(W /( sr.. m2 ) )
0. 88 319. 45 70. 54 0. 44 336. 05 70. 39
0. 86 319. 85 70. 52 0. 42 337. 55 70. 39
0. 84 320. 25 70. 50 0. 40 339. 15 70. 38
0. 82 320. 75 70. 53 0. 38 340. 95 70. 39
0. 80 321. 25 70. 55 0. 36 343. 15 70. 50
0. 78 321. 75 70. 55 0. 34 346. 15 70. 83
0. 76 322. 25 70. 53 0. 32 350. 15 71. 44
0. 74 322. 75 70. 50 0. 30 352. 85 71. 41
0. 72 323. 35 70. 51 0. 28 355. 75 71. 33
0. 70 323. 95 70. 51 0. 26 359. 05 71. 25
0. 68 324. 65 70. 55 0. 24 362. 85 71. 18
0. 66 325. 25 70. 49 0. 22 367. 15 71. 09
0. 64 325. 95 70. 48 0. 20 372. 15 70. 99
0. 62 326. 75 70. 51
.. .. 从表1 可以看到, 当目标表面发射率> 0..5
时, Lm的值基本在70..5W / ( sr.. m
2
)左右; 当目标
表面发射率< 0..5 时, 特别是目标表面发射率
< 0..36时, Lm的值偏离固定值很大。这个特性是
根据发射率选择红外靶标表面材料的依据。
图2.. 不同表面发射率材料的红外图像
Fig. 2.. In frared picture of differentm a terials w ith d ifferent
surface em issiv ities
5.. 实验结果
.. .. 为了直观地反映材料表面发射率对测温精度
的影响, 本文在环境温度为302..65 K 时, 用TP8
型长波红外热像仪对表面发射率为0..96( R3 )、
0..93( R1)和0..3(R2)的3种材料进行测温, 其结
果如图2所示。
本文采用测温精度为0..2 K 的手持式测温仪
测温, 材料温度约为303..15 K。结果表明, 红外
热像仪对低表面发射率材料的测温精度很低。
6.. 结.. 论
.. .. 本文分析了目标表面发射率对红外热像仪测
温精度的影响, 并通过实验验证了只有较高的表
面发射率才能保证红外热像仪测温点的结论。根
据这个结论, 红外靶标系统选择表面发射率为
0..94的碳纤维布作为红外靶标的表面材料, 保证
了红外靶标系统的精度。

发射率的科学定义是在某一特定温度下物体发射出的红外能与理论上在没有损失时的完全值的比例。换句话讲，发射率就是一个物体实际发射的红外能与其理论值的比率。这一值介于0.000和1.000之间。发射率如果能够达到理论上没有损失的完全值，则称之为黑体。黑体是一个完美的发射器，因为它理论上发射100%红外能，所以它的发射率值为1.000。一个物体如果发射出60%的理论上的红外能值，则称其发射率值为0.600。
在人流特别大需要特别控制的区域，如：医院、车站、机场、轨道交通等，需要准确对、快速筛查出疑似人员的，可在通道口与被检人员同一水平线位置处设置一个黑体仪，进行实时较准，使实时测温的误差小于0.2℃，可快速、准确锁定疑似发热人员，误报率和漏报率大大降低，也可有效减少工作人员的工作量，减少交叉感染的风险。

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临江市18632255016： 红外热像仪的精度范围是多少? - ？
顾田鲑鱼： 一般大品牌的红外热像仪精度要求较高,比如美国RNO、德国Testo等品牌的产品精度为1%.具体到物体温度误差,还要看被测物是什么材质,距离多远,要测量的温度范围是多少,不同材料由于发射率的影响误差会很多.国产的红外热像仪精度要求普遍要求较低,一般为3%,和进口大品牌产品的精度差距还是很明显的.一分价钱一分货.

临江市18632255016： 影响红外测温仪温度测量的主要因素有哪些 - ？
顾田鲑鱼： 影响红外测温仪温度测量的主要因素: 被测物质本身因素: (1)物质的材料(2)表面特性;表面质量(光亮、粗糙、氧化、喷砂),几何形状(平面、凹面、凸面) 测温仪测温现场因素: (1).测量角度,是否在允许范围内; (2).是否正确瞄准 (3).选择的光谱范围(波长)是否合适,对于测量有玻璃窗口的容器内目标时,光谱范围不能选择8~14μm,而应选择1μm附近的; (4).有无窗口玻璃,窗口玻璃对红外能量有衰减,因此会使单色测温值偏低(可通过调整发射率值来修正);而对比色测温值基本没有影响; (5).烟雾、水蒸气、灰尘; (6).发射率是否设置正确;

临江市18632255016： 影响红外测温仪测温精度的几个因素? - ？
顾田鲑鱼： 被测物体的表面的反光度对测量结果会影响比较大!

临江市18632255016： 如何确保红外测温仪的测量精度 - ？
顾田鲑鱼： 做好的红外测温仪本身的精度是固定的,我们叫做系统精度.实际应用时,由于人为因素和现场客观因素,会造成测量时的误差,这是我们应该尽量避免的.测量时,要固定好红外测温仪;根据测温仪光路特性,选好合适的被测目标测量面和测量距离.跟重要的是,在选红外测温仪时要根据被测物体的表面特征和测温范围来选择合适的红外测温仪.无锡辰光隆兴红外测温仪

临江市18632255016： 如何选择红外线测温仪的被测物质发射率 ? - ？
顾田鲑鱼： 红外测温仪通常都是按黑体(发射率ε=1.00)分度的,而实际上,物质的发射率都小于1.00.因此,在需要测量目标的真实温度时,须设置发射率值.物质发射率可从《辐射测温中有关物体发射率的数据》中查得.若被测目标有较亮背景光(特...

临江市18632255016： 红外测温仪的发射率和分辨率是什么意思? - ？
顾田鲑鱼：[答案] 发射率是指物体的红外光波的发射率,物体的红外光发射率是不同的,红外测温仪是接收物体发出的红外光谱,所以要把仪器的发射率调整到和物体的发射率对应,这样测出的温度值最接近绝对值.分比率是光学分辨率,也叫距离系数,距离系数的大...

临江市18632255016： 红外测温仪的精度一般都是多少? - ？
顾田鲑鱼： 取决于选择的型号、测量的目标和发射率共同作用的结果.不能一概而论. 1、型号的精度最高可达0.1%. 2、对不同的测量目标,发射率调整到正确的测量目标的发射率(如铜,如果波长为8~14微米,调整到0.8最佳;不同波长的红外测温仪对不同的物体有不同的发射率,不能一概而论). 所以红外测温仪的精度要取决于选型正确与否,发射率调整是否正确;不能一概而论.

临江市18632255016： 什么是“发射率自动补偿”,在选择红外测温仪的时候,看到某些测温仪有这个功能,但是不清楚这个功能是什么 - ？
顾田鲑鱼： 发射率可以补偿,比如你用1微米的红外测温仪,去测量不锈钢,发射率需要设置为0.3左右,而测量碳,需要设置到0.95左右.根据不同的物体的物理性质去设置不同发射率,以补偿温度的偏差.所以带有发射率这个参数,可以叫做补偿系数.但是“发射率自动补偿”,目前是无法达到的,因为判断物体的发射率值,是一套复杂的过程,尚未有一种红外测温仪本身可以具备“发射率自动补偿”的功能.

临江市18632255016： 红外线测温仪的红外测温 - ？
顾田鲑鱼： 1、红外测温仪器的种类红外测温仪器主要有3种类型:红外热像仪、红外热电视、红外测温仪(点温仪).60年代我国研制成功第一台红外测温仪,八十年代初期以后又陆续生产小目标、远距离、适合电...

临江市18632255016： 红外测温仪《影响发射率的主要原因》? - ？
顾田鲑鱼： 物体表面的几何形状影响物体的红外辐射方向和强度.而发射率一般指法向发射率和半球发射率.如果物体表面不规则,对于红外探测分辩力提出了更高的要求.