由輻射率和目標(biāo)尺寸產(chǎn)生的紅外測(cè)溫誤差

有時(shí)候我們需要測(cè)量的東西都需要用非接觸式紅外測(cè)溫儀，物體與測(cè)量?jī)x沒(méi)有直接接觸，所以會(huì)存在著各種誤差，影響誤差的因素很多，下面我們主要講解由輻射率和目標(biāo)尺寸產(chǎn)生的紅外測(cè)溫誤差主要表現(xiàn)在哪幾個(gè)方面。

1、 輻射率

輻射率是一個(gè)物體相對(duì)于黑體輻射能力大小的物理量，它除了與物體的材料形狀、表面粗糙度、凹凸度等有關(guān)，還與測(cè)試的方向有關(guān)。若物體為光潔表面時(shí)，其方向性更為敏感。不同物質(zhì)的輻射率是不同的，紅外測(cè)溫儀從物體上接收到輻射能量大小正比于它的輻射率。

(1)測(cè)試角度

輻射率與測(cè)試方向有關(guān)，測(cè)試角度越大，測(cè)試誤差越大，在用紅外進(jìn)行測(cè)溫時(shí)，這一點(diǎn)很容易被忽視。一般來(lái)說(shuō)，測(cè)試角最好在30°C之內(nèi)，一般不宜大于45°C，如果不得不大于45°C 進(jìn)行測(cè)試，可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)低輻射率進(jìn)行修正。如果兩個(gè)相同物體的測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)要進(jìn)行判斷分析，那么在測(cè)試時(shí)測(cè)試角一定要相同，這樣才更具有可比性。

(2)輻射率的設(shè)定

根據(jù)基爾霍夫定理：物體表面的半球單色發(fā)射率(ε)等于它的半球單色吸收率(α)，ε=α。在熱平衡條件下，物體輻射功率等于它的吸收功率，即吸收率(α)、反射率(ρ)、透射率(γ)總和為1，即α+ρ+γ=1。對(duì)于不透明的(或具有一定厚度)的物體透射率可視γ=0，只有輻射和反射(α+ρ=1)，當(dāng)物體的輻射率越高，反射率就越小，背景和反射的影響就會(huì)越小，測(cè)試的準(zhǔn)確性也就越高；反之，背景溫度越高或反射率越高，對(duì)測(cè)試的影響就越大。由此可以看出，在實(shí)際的檢測(cè)過(guò)程中必須注意不同物體和測(cè)溫儀相對(duì)應(yīng)的輻射率，對(duì)輻射率的設(shè)定要盡量準(zhǔn)確，以減小所測(cè)溫度的誤差。

2、目標(biāo)尺寸

被測(cè)物體和測(cè)溫儀視場(chǎng)決定了儀器測(cè)量的精度。使用紅外測(cè)溫儀測(cè)溫時(shí)，一般只能測(cè)定被測(cè)目標(biāo)表面上確定面積的平均值。一般測(cè)試時(shí)有以下三種情況：

(1)當(dāng)被測(cè)目標(biāo)小于測(cè)試視場(chǎng)時(shí)，背景輻射能量就會(huì)進(jìn)入測(cè)溫儀的視聲符支干擾測(cè)溫讀數(shù)，造成誤差。儀器僅顯示被測(cè)物體和背景溫度的加權(quán)平均值。因此建議在實(shí)際測(cè)溫時(shí)，被測(cè)目標(biāo)尺寸超過(guò)視場(chǎng)大小的50%為好。

(2)當(dāng)被測(cè)目標(biāo)等于測(cè)試視場(chǎng)時(shí)，背景溫度已受到影響，但還比較小，測(cè)試效果一般。

(3)當(dāng)被測(cè)目標(biāo)大于測(cè)試視場(chǎng)時(shí)，測(cè)溫儀就不會(huì)受到測(cè)量區(qū)域外面的背景影響，就能顯示被測(cè)物體位于光學(xué)目標(biāo)內(nèi)確定面積的真實(shí)溫度，這時(shí)的測(cè)試效果最好。