发射率是如何影响热成像的?


首先,什么是发射率?发射率是指物体表面辐射出的能量与相同温度的黑体辐射能量的比率。(黑体是一种理想化的辐射体,可辐射出所有的能量,其表面的发射率为 1.00)各种物质的发射率是由物体的本身材质、表面粗糙程度、表面几何形状、拍摄角度、波长以及被摄物体本身的温度所决定(其中物体本身材质是对物体发射率影响最大的一个因素),所以相同的温度下,物质不同,向外辐射的能量也会不同。

高度抛光的金属表面,如铜或铝,其发射率通常低于0.10。粗糙或氧化的金属表面有更高的发射率(0.6或更大,取决于表面条件和氧化量)。大多数平面漆约为0.90,而人类皮肤和水约为0.98。

每个方块温度一样,为什么它们热量不一样呢?

如果你看到的是一个高抛光金属物体,具有低发射率,该表面将像一面镜子。你的热像仪不会测量物体本身的温度,而是检测反射的温度。反射温度(也称为背景温度或T-反射)是指来自其他物体的任何热辐射,这些物体从你测量的目标反射出去。

反射温度会影响热像仪测量的温度

反射温度会影响热像仪测量的温度(除发射率是影响测温结果的重要补偿参数,环境反射表象温度对测温结果影响也是至关重要的!),如果附近的热源(如变压器,电动机或者反射阳光中的红外波段能量)从物体表面反射出去,物体可能会很冷,但根据热像仪显示的温度却高得多。

金属灯的开关是比墙的其他部分更热,还是反射了一个温暖的热源?

或者一个物体可能和一个相邻物体的温度相同,但看起来要冷得多。

戒指的温度可能和人的皮肤一样,但看起来要冷得多

对于发射率较高的物体,反射温度的影响较小。但对于低发射率的物体来说,反射温度是关键因素。随着发射率的降低,你所测量的热量更多的是来自周围物体的表面,而不是你正在检查的目标。

如果要测量的对象具有高发射率,则可以在热像仪设置中调整发射率和反射温度。例如,如果你想测量一个人的体温,你可以将发射率设置为0.98人体皮肤的发射率),将反射温度设置为环境温度(如果你在室内,大概在68°F/20°C左右),你的热像仪会进行补偿。

对于其他类型的表面,如果温度测量精度对您和您的检查程序很重要,您可能需要进行热成像培训,以便在进行测量时正确补偿发射率。

一般来说,如果你要测量的目标的发射率低于0.5,你可能得不到精确的温度测量值。在这种情况下,你需要考虑如何提高目标的发射率。在进行温度测量时,发射率是一个具有挑战性的因素。幸好它是可以学习的,用先进的技术,它可以得到正确的补偿。

高发射率表面如电子胶带可用于精确测量低发射率表面如闪亮金属的温度

对于热像师来说,我们平时拍摄的被摄物体在红外波段绝大多数都是不透明的物体,意味着物体的透射率为0,而物体的发射率+反射率+透射率=100%。所以可以推出:不透明的物体(指红外波段):发射率+反射率=100%。这也就意味着在低发射率(尤其当物体表面发射率低于50%的时候)环境的反射表象温度会对测温结果产生比较大的干扰。这个时候我们就需要热像师通过经验来调整补偿物体的发射率以及物体的反射表象温度,来更接近物体的真实表面温度!

发射率会受到不同因素的影响,我们建议您在测量比较困难的表面之前,先来系统学习下,小菲推荐大家报名ITC红外培训中心的课程,该中心在世界各地提供课程,一级热成像认证培训课程将教你如何正确调整各种组件上的发射率和反射温度,包括那些通电或难以接近的组件。想要详细了解更多有关这些认证课程以及即将到来的培训日期和地点的信息,可访问https://www.flir.cn/support-center/training/

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