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使用红外热像仪丈量绝对温度

宣布时间 2022-10-31

什么是发射率?

若是要使用热像仪丈量绝对温度,则必须对“发射率”有有用的相识。

发射率是权衡质料辐射热量的水平的指标。它是质料辐射的热量与完善散热器(黑体)在相同温度下辐射的热量之比。它是介于 0(对于完善反射器)和 1(对于完善发射器)之间的无量纲数。

热像仪捕捉的温度丈量值在客观上似乎很容易明确。现实上,温度丈量由三个部门组成:透射能量、反射能量和发射或辐射能量。

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传输的能量是穿过物体的能量因素。能量传输的一个常见例子是通过玻璃窗流入的日光。

反射能量是从目的反弹回相机的能量。就像抛光镜子可以反射你的肖像一样,热能也可以反射。反射水平取决于质料和外貌。

发射(或辐射)能量是目的固有的能量。这种类型的能量是由物体发生的,或者是物体与周围情形温差的效果。热能通过传导、对流或辐射从较高温度的物体流向较低温度的物体。

有用的例子可以在灯泡的光或电加热器的热能中找到。这些能源向周围情形释放或散发烧能,起到平衡温度不平衡的作用。

在大多数qing况下,在丈量物体的温度时,我们主要对发射的辐射能感兴趣。传输和反射的能量会zeng加系统的误差或丈量误差,并降低丈量精度。因此,有一种适用的要领来表达发射率、透射率和反射之间的关系是有用的。

发射率公式

发射率公式提供了一种盘算能量分量相对强度的要领。公式体现为:

1 = 透射 + 反射 + 发射

gai公式基于所有能量源(透射、反射和发射)的总和的组合值为 1 的想法。每个分量在总数中孝顺响应的分数或百分比。由于我们假设所有分量的总和为 1,因此我们可以盘算发射的总能量。我们可以通过简朴地从 1 中减去分数透射和反射分量来做到这一点。

因此,通过重新排列原shi公式,我们得出:

1 –(透射+反射)=发射

若是准确的温度丈量至关主要,则必须将反射和传输的能量降至最低。这是优化发射能量和其他能量分量之间的信偏比所必须的。

传输注重事项

一ban来说,大多数质料不能很好地传输热能或热辐射。因此,热成像摄像机的镜头必须由不寻常且通常有数的质料制成。锗(Ge)、蓝宝石或硒化锌(ZnSe)等质料。

选择红外透镜质料时,必须注重凭证需要透射的红外光谱部门选择准确的质料。一ban来说,反射能量wangwang比传输能量更受关注。需要注重的是,一些塑料,尤其是塑料薄膜,能够在红外光谱中传输能量。虽然反射在大多数qing况下对丈量精度的影响更大,但透射可能是一个思量因素,详细取决于您的应用。

反射注重事项

若是您正在丈量(红外)不蚲ai魑锾澹蛲干浣悖⑸渎使奖湮:

1 – 反射 = 发射

这简化了等式,但可能不会像最初想象的那样降低重大性。虽然透射并不常见,但许多质料都市反映热能。这会发生两个潜在问题:第一个问题涉糰n痈叻瓷湔闪磕康幕竦每煽康恼闪啃Ч。二是感兴趣工具周围其他热源的影响。

像抛光金属这样的闪亮、反光外貌是最具挑战性的。在抛光铝的qing况下,透射率为零;热能不会直接通过或传输金属。可是,反射率很高,高达0.9。

若是所有能量的总和即是1,反射率为0.9或90%,则发射率将很是低。发射率可能约为信号的0.1%或10%。另一方面,若是相同的铝外貌具有阴晦和漆黑的外貌,这将大大镌汰反射。在低反射率下,而且没有通过质料传输,丈量的热能中有较大百分比将被发射能量。

现实上,抛光铝的发射率为0.1。可是,若是对铝举行阳极氧化处置赏罚,则可以将外貌的发射率提高到0.65或更好。这取决于阳极氧化铝的金属外貌光洁度和粗拙度。

发射率远低于0.65的丈量工具通常不再发生非:没蜃既返男Ч。可是,这取决于应用、零件几何形状、情形和特定要求。

影响丈量精度的其他因素

大气的情形温度(本质上是反射的杂散辐射)也会对丈量发生一些影响。若是要优化丈量精度,则值得在热像仪中设置情形温度设置。

若是物体温度靠近情形空气温度,情形辐射将对精度发生更大的影响。这是由于目的具有较低的发射率值。基于目的辐射的发射率分量将占有丈量值的较小比例。大气和反射虽然值较低,但将占发射率“馅饼”的较大比例,如下图所示。

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视角也会对温度丈量发生影响。若是您的相机以一定角度安装,则发射的能量将损失一定百分比。损失金额将取决于角度。当相机传感器的平面平行于外貌时,将网络最准确的温度丈量值。

角度越大,相机传感器检测到的发射能量就越少。此外,情形辐射对最终丈量的影响就越大。

目的周围的热物体怎样影响丈量

如前所述,若是目的周围有热物体,反射率的影响将越发重大。从闪亮物体外貌反射的热物体可能会压倒小得多的发射率输出。

从平滑外貌反射的明亮阳光险些总是会影响您的丈量值。如前所述,总温度包罗反射能量,因此热物体的反射会zeng加噪声并降低效果。在确定相机相对于目的的位置时,shi终切记这一点。

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凭证目的的物理特征,热物体也可能发生意想不到的传输问题。若是您的热像仪可以穿透目的质料,那么它后面的热物体可能会突然扭曲您的丈量值。

特殊是若是您想丈量某些塑料的外貌,您需要意识到这一点。确保你没有通过目的传输大量的能量。您可能会发现您正在从目的后面获取温度,而不是目的的温度。

本文涉及发射率的一些基础知识。尚有其他思量因素,例如镜头的透射特征。基于相机与物体之间距离的大气效果,依此类推。

在评估温度精度和热成像对您的应用的适用性时,发射率只是众多思量因素之一。

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