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紅外線測溫儀的發(fā)射率原理
日期：2025-05-10 08:46
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摘要：
紅外線測溫儀的發(fā)射率原理
發(fā)射率，就是實際物體與同溫度黑體在相同條件下的輻射能量之比。所謂相同條件是指相同的幾何條件（發(fā)射輻射面積、測量輻射功率的立體角大小和方向）和光譜條件（測量輻射通量的光譜范圍）。由于發(fā)射率與測量條件有關(guān)，故有幾種發(fā)射率定義。
半球發(fā)射率半球發(fā)射率是輻射體單位面積向半球空間發(fā)射的輻射能通量（輻射出度）與同溫度下黑體的輻射出度之比，其中又分為全量和光譜量兩種。
法向發(fā)射率
法向發(fā)射率是在輻射表面法線方向上的小立體角內(nèi)測量的發(fā)射率，它是法線方向上的輻射亮度和同溫度下黑體的輻射亮度之比。由于紅外系統(tǒng)都是探測目標(biāo)面法線方向上的一個小立體角內(nèi)的輻射能量，因此法向發(fā)射率很重要。
對于黑體而言，各種發(fā)射率都等于1，而對于實際物體，各種發(fā)射率的數(shù)值都小于1。我們目前所說的發(fā)射率都是平均發(fā)射率。
關(guān)于發(fā)射率修正：
不同物體表面的發(fā)射率各不相同，為了保證溫度測量的準(zhǔn)確性，一般要求發(fā)射率修正。由于測溫儀是以黑體標(biāo)定的，而任何物體表面發(fā)射率都比黑體發(fā)射率小。
紅外線測溫儀的發(fā)射率校正的方法是：根據(jù)不同的物體的發(fā)射率調(diào)整放大器的放大倍數(shù)，使具有某一溫度的實際物體的輻射在系統(tǒng)中所產(chǎn)生的信號與具有同一溫度的黑體所產(chǎn)生的信號相同。例如，某一物體的發(fā)射率為0.8，此時需要把放大器的放大倍數(shù)增大為原來的1/0.8=1.25倍即可。而在工業(yè)現(xiàn)場由于測量目標(biāo)材料、形狀及表面狀態(tài)各異，一般很難確定目標(biāo)發(fā)射率參數(shù)。還有其他因素引起的測量誤差都會造成測量值和真實值的差異。發(fā)射率參數(shù)調(diào)整的引入可以很好的解決這個問題，且不影響測量線性?？捎媒?jīng)驗溫度或者工藝溫度為基礎(chǔ)按一下步驟調(diào)整：
例如：測溫儀的量程范圍為：500-1400℃
真實溫度為1200℃，測量溫度為1150℃，
此時發(fā)射率參數(shù)可調(diào)整為：
（1150-500）÷（1200-500）=0.928≈0.93
經(jīng)過如此調(diào)整使得測量值更接近真實值，也可以參照《材料輻射率系數(shù)表》調(diào)整。但該表中的參數(shù)不一定適用于工藝需要。必須明確，發(fā)射率調(diào)整引入的實質(zhì)是為了矯正測量誤差。
發(fā)射率，就是實際物體與同溫度黑體在相同條件下的輻射能量之比。所謂相同條件是指相同的幾何條件（發(fā)射輻射面積、測量輻射功率的立體角大小和方向）和光譜條件（測量輻射通量的光譜范圍）。由于發(fā)射率與測量條件有關(guān)，故有幾種發(fā)射率定義。
半球發(fā)射率半球發(fā)射率是輻射體單位面積向半球空間發(fā)射的輻射能通量（輻射出度）與同溫度下黑體的輻射出度之比，其中又分為全量和光譜量兩種。
法向發(fā)射率
法向發(fā)射率是在輻射表面法線方向上的小立體角內(nèi)測量的發(fā)射率，它是法線方向上的輻射亮度和同溫度下黑體的輻射亮度之比。由于紅外系統(tǒng)都是探測目標(biāo)面法線方向上的一個小立體角內(nèi)的輻射能量，因此法向發(fā)射率很重要。
對于黑體而言，各種發(fā)射率都等于1，而對于實際物體，各種發(fā)射率的數(shù)值都小于1。我們目前所說的發(fā)射率都是平均發(fā)射率。
關(guān)于發(fā)射率修正：
不同物體表面的發(fā)射率各不相同，為了保證溫度測量的準(zhǔn)確性，一般要求發(fā)射率修正。由于測溫儀是以黑體標(biāo)定的，而任何物體表面發(fā)射率都比黑體發(fā)射率小。
紅外線測溫儀的發(fā)射率校正的方法是：根據(jù)不同的物體的發(fā)射率調(diào)整放大器的放大倍數(shù)，使具有某一溫度的實際物體的輻射在系統(tǒng)中所產(chǎn)生的信號與具有同一溫度的黑體所產(chǎn)生的信號相同。例如，某一物體的發(fā)射率為0.8，此時需要把放大器的放大倍數(shù)增大為原來的1/0.8=1.25倍即可。而在工業(yè)現(xiàn)場由于測量目標(biāo)材料、形狀及表面狀態(tài)各異，一般很難確定目標(biāo)發(fā)射率參數(shù)。還有其他因素引起的測量誤差都會造成測量值和真實值的差異。發(fā)射率參數(shù)調(diào)整的引入可以很好的解決這個問題，且不影響測量線性?？捎媒?jīng)驗溫度或者工藝溫度為基礎(chǔ)按一下步驟調(diào)整：
例如：測溫儀的量程范圍為：500-1400℃
真實溫度為1200℃，測量溫度為1150℃，
此時發(fā)射率參數(shù)可調(diào)整為：
（1150-500）÷（1200-500）=0.928≈0.93
經(jīng)過如此調(diào)整使得測量值更接近真實值，也可以參照《材料輻射率系數(shù)表》調(diào)整。但該表中的參數(shù)不一定適用于工藝需要。必須明確，發(fā)射率調(diào)整引入的實質(zhì)是為了矯正測量誤差。
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