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红外线测温仪的发射率原理解析
编辑:jiang  更新时间:2014-10-17 10:20:09  浏览量:168

 

  发射率,就是实际物体与同温度黑体在相同条件下的辐射能量之比。所谓相同条件是指相同的几何条件(发射辐射面积、测量辐射功率的立体角大小和方向)和光谱条件(测量辐射通量的光谱范围)。由于发射率与测量条件有关,故有几种发射率定义。

  半球发射率半球发射率是辐射体单位面积向半球空间发射的辐射能通量(辐射出度)与同温度下黑体的辐射出度之比,其中又分为全量和光谱量两种。

 

  法向发射率

  法向发射率是在辐射表面法线方向上的小立体角内测量的发射率,它是法线方向上的辐射亮度和同温度下黑体的辐射亮度之比。由于红外系统都是探测目标面法线方向上的一个小立体角内的辐射能量,因此法向发射率很重要。

  对于黑体而言,各种发射率都等于1,而对于实际物体,各种发射率的数值都小于1。我们目前所说的发射率都是平均发射率。

 

  关于发射率修正:

  不同物体表面的发射率各不相同,为了保证温度测量的准确性,一般要求发射率修正。由于测温仪是以黑体标定的,而任何物体表面发射率都比黑体发射率小。

 

  红外线测温仪的发射率校正的方法是:根据不同的物体的发射率调整放大器的放大倍数,使具有某一温度的实际物体的辐射在系统中所产生的信号与具有同一温度的黑体所产生的信号相同。例如,某一物体的发射率为0.8,此时需要把放大器的放大倍数增大为原来的1/0.8=1.25倍即可。而在工业现场由于测量目标材料、形状及表面状态各异,一般很难确定目标发射率参数。还有其他因素引起的测量误差都会造成测量值和真实值的差异。发射率参数调整的引入可以很好的解决这个问题,且不影响测量线性。可用经验温度或者工艺温度为基础按一下步骤调整:

  例如:测温仪的量程范围为:500-1400℃

  真实温度为1200℃,测量温度为1150℃,

  此时发射率参数可调整为:

  (1150-500)÷(1200-500)=0.928≈0.93

 

  经过如此调整使得测量值更接近真实值,也可以参照《材料辐射率系数表》调整。但该表中的参数不一定适用于工艺需要。必须明确,发射率调整引入的实质是为了矫正测量误差。

 

 

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