非朗伯体红外测温计算研究
红外热成像测温技术及其应用ppt课件
科学实验研究
❖ 在科学实验研究方面，红外热像仪亦可显示其在测 试物体温度场方面的优势。例如， *利用红外热像仪测量火焰温度， *利用其精确测试物体的发射率。 在许多科学实验研究方面都取得了较好的效果。
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热成像测量物体表面温度
探测器的制冷装置
目的：消除背景噪声和提高探测器的灵敏度 几种常用的微型制冷器： ⑴杜瓦瓶式制冷器 ⑵气体节流式制冷器 ⑶半导体制冷器
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热成像测量物体表面温度
应用
⑴在电力行业中的应用
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热成像测量物体表面温度
应用
⑵在微电子行业中的应用
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热成像测量物体表面温度
应用
⑶ 机械故障诊断
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热成像测量物体表面温度
应用
⑷野生动物
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热成像测量物体表面温度应用⑸夜视监视.热成像测量物体表面温度
应用
⑹在军事上的应用
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红外热成像人体快速测温系统
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应用
❖ 红外热成像测温技术具有很多优点!因此在—— 医疗卫生、 航空航天、 无损探伤、 安全检查等领域
❖ ——得到了广泛的应用。
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安全预测
❖ 安全预测就是早期发现设备的异常情况，并相应地 采取适当的补救措施，以保证设备安全，减少损失。 对于大型设备，利用红外热像仪在设备运行时对其 早期的温度异常变化进行在线监测，判断设备运行 状况具有重要意义。典型的应用情况有：对工业炉 窑和高温管道耐火材料侵蚀和剥落情况的监测，预 防烧穿事故的发生；对锅炉及加热炉炉壁和保温容 器壁的监测，寻找热能泄露点，实现节能；在带电 的情况下，对各种电气设备线路的监测，预防停电 和火灾等恶性事故的发生；等等。
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热成像测量物体表面温度
测温影响因素
红外与铂电阻地表温度测值分析对比
红外与铂电阻地表温度测值分析对比程昌玉;梁海河;王柏林【摘要】介绍了红外与铂电阻观测地表温度的方法和原理及影响因素.通过2007年1月至2008年2月锡林浩特国家气候观象台红外与铂电阻地表温度对比观测试验获取数据对比,分析不同典型天气条件下(高温、低温、降雨、降雪覆盖等)观测差值的变化情况.结果表明,观测结果差异的大小主要受太阳辐射和下垫面状况影响.夏季高温时,铂电阻地表温度传感器受太阳辐射影响较大,两者的观测差值在白天较大,夜晚较小;冬季低温时,两者的观测差值日变化较小,且观测资料具有很好的可比性;降雨时,下垫面状况发生变化,同时不受太阳辐射影响,两者的观测差值会减小;降雪覆盖时,两者的观测值由于下垫面状况发生变化,观测对象发生变化而不再一致,红外观测值高于铂电阻观测值,随着积雪的融化,差值逐渐变小.【期刊名称】《气象科技》【年(卷),期】2010(038)004【总页数】6页(P450-455)【关键词】红外传感器;铂电阻传感器;地表温度;对比【作者】程昌玉;梁海河;王柏林【作者单位】成都信息工程学院,成都,610225;中国气象局气象探测中心,北京,100081;中国气象局气象探测中心,北京,100081【正文语种】中文地表温度是指土壤表面(雪面)与空气交界处的温度,包括地面温度、地面最高温度、地面最低温度。
常规的地表温度观测仪器有玻璃液体温度表和铂电阻地温传感器。
玻璃液体温度表及所用观测方法获取的地表温度资料的准确性、代表性、比较性都存在一些问题,无法满足业务和科研的需要[1]。
长时间的对比试验[2～3]表明,铂电阻地温传感器可以代替玻璃温度表进行地表温度观测,既在一定程度上解决了玻璃液体温度表存在的问题,又满足自动化气象观测系统的需要,是地表温度观测技术自动化的一种进步。
目前,我国气象台站主要采用铂电阻进行地表温度的观测,《地面气象观测规范》要求观测时需将温度表(铂电阻传感器)水平放置在地表面,感温部分的一半埋入土中,另一半则暴露在空气中[4]。
利用朗伯体黑体辐射法测量绝对温度的实验方法
利用朗伯体黑体辐射法测量绝对温度的实验方法在实验室中准确测量物体的温度是科学研究和工程应用中的重要任务之一。
而利用朗伯体黑体辐射法测量绝对温度是一种常用且有效的方法。
本文将为您介绍利用朗伯体黑体辐射法测量绝对温度的实验方法。
实验装置：1. 辐射源：使用具有良好黑体辐射特性的物体作为辐射源，例如黑体辐射炉。
2. 光学系统：包括准直器和反射镜等组成光学系统，用于聚集和反射来自辐射源的辐射能量。
3. 探测器：利用热电偶、热电阻、红外探测器等感应器件作为探测器，测量通过光学系统聚集后的辐射能量。
实验步骤：1. 准备工作：确保实验环境稳定，消除外界光线和热源对实验结果的干扰。
2. 加热辐射源：将辐射源加热到一定温度，使其达到稳定状态。
3. 聚焦辐射能量：通过调整光学系统，将来自辐射源的辐射能量聚焦到探测器上。
光学系统的准直器和反射镜的选择和调整对于实验结果的准确性至关重要。
4. 探测辐射能量：探测器接收到来自辐射源的辐射能量，并产生相应的电信号。
5. 测量温度：将探测器输出的信号传送至数据采集系统，通过计算辐射能量与温度之间的关系，确定辐射源的绝对温度。
实验注意事项：1. 实验环境的稳定：实验过程中需要尽量保持实验环境的稳定性，避免外界光线和热源对实验结果的干扰。
2. 光学系统的调整：光学系统的准直器和反射镜的选择和调整需要仔细进行，确保辐射能量能够准确聚焦到探测器上。
3. 辐射源的选择：辐射源需要具有良好的黑体辐射特性，确保实验测得的温度结果准确可靠。
4. 探测器的灵敏度：选择合适灵敏度的探测器将有助于提高实验结果的准确性。
5. 数据处理和计算：对探测器输出的信号进行合理的数据处理和计算，根据辐射能量与温度的关系确定辐射源的绝对温度。
实验应用：利用朗伯体黑体辐射法可以广泛应用于多个领域，包括但不限于以下几个方面：1. 金属熔融温度的测量：通过对金属熔融状态下的辐射能量进行测量，确定金属的熔融温度，有助于研究金属的熔融行为和性质。
非朗伯面目标对复杂背景红外辐射的散射特性
空 间分布 式 。利 用海天 背景 的光谱 亮度 和 太 阳光谱 照度（ 大气传输 软 件 Ｍｏ ｔ ｎ计 算） 以及 目标表 由 ｄａ ｒ ，
面 的 光 谱 ＢＲ ＤＦ， 圆 柱 体 为 例 ， 别 对 ３ ５ｔ 和 ８ １ ｍ 波 段 、 伯 面和 非 朗 伯 面 、 平 和 竖 直 姿 以 分 － ｍ ｘ － ２Ｉ ｘ 朗 水
第４ ０卷 第 ５期
Ｖ Ｏ ．０ １４ ＮＯ． ５
红 外 与 激 光 工 程
Ｉ ｆａ ｅ ｎ ａ ｅ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ｎ ｒ ｄ ａ ｄ Ｌ ｓ ｒＥｎ ｉ ｅ ｒｎ ｒ
２ １ ０ １年 ５ 月
Ｍ ａ ０１１ ｖ２
非 朗伯 面 目标 对 复 杂 背 景 红外 辐 射 的散 射 特 性
Ｙａ ｇ Ｙｕ ｅ ｇ，Ｗ ｕ Ｚｈ ｎ ｅ ｎ ｆｎ ｅ ｓ ｎ，Ｃａ ｎ ｕ ｏ Ｙｕ ｈ ａ
（ ｃ ｏ ｌ ｆ Ｓ ｉｎ ｅ Ｘｉｉｎ Ｕｎｖ ｒｉ ， ｎ ７ ０ ７ ， ｈｎ ） Ｓ ｈ ｏ ｃｅ ｃ ， ｄａ ｉｅｓ ｙ Ｘｉａ １ ０ １ Ｃ ｉａ ｏ ｔ
态下 目标 的散 射 亮度 空间分 布进行 了数 值仿 真 。结果表 明 ： ８ １ ｍ 波段 ， 在 －２ 目标 对 太 阳辐 射 的散射
亮度 可 以 忽 略 ， 且 目标 对 海 天 背 景 辐 射 的散 射 亮 度 比 ３ ５ｔ 波 段 时 大 ； 并 － ｍ ｘ 目标 水 平 姿 态 时 的 散 射 亮 度 更 大且各 个方 向上差 异 不大 ， 因此 ， ８ １ ｍ 波 段 下 目标 处 于 水 平 姿 态 时 更 适 于探 测 。 在 －２ 关 键 词 ： 射 ； 光 谱 Ｂ Ｄ 非 朗 伯 面 ； 红 外 辐 射 ； 复 杂 背 景 散 Ｒ Ｆ； 中 图 分 类 号 ： ４ ６２ ０ ３． 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１０ — ２６ ２ ｌ ）５ ０ ０ － ５ ０ ７ ２ ７ （０ １０ — ８ ０ ０
红外测温技术研究背景意义及现状
红外测温技术研究背景意义及现状红外测温技术研究背景意义及现状1红外测温技术研究背景 (1)2研究意义 (1)3国内外研究现状 (3)1红外测温技术研究背景密集人群中的疾病防治工作是目前公认的难度较大的工作，尤其是在火车站，机场，会场等人口密集，而且流动性有很大的场所，这项工作更是难上艰难。
像之前我们遭遇的“非典”，“H1N1”因为其具有较高的传染性和发病前期较好的隐藏性（除体温偏高），使得这类疾病的防治工作变得十分困难。
因为这类疾病最主要，也是最明显的的的发病特征是体温比正常人偏高。
所以，如果能够在密集人群中快速，准确的把体温偏高者与正常体温者区别出来是防治这类疾病的重要手段。
目前，我们经常使用的传统体温测量的手段有很多，但是都不能满足在密集人群中快速，准确的发现体温偏高者，而且，由于这类疾病的高传染性，使得传统手段需要时测量者与被测量者接触，这就可能造成疾病的互相传染。
红外测温技术作为一种非接触测温技术在测量领域已经发展多年，它与传统测温技术相比具有很多优点：①它的测量不干扰测温场，不影响测温场原有的分布，因此相比传统测温方式它具有不可比拟的测量精度，理论上温度分辨率可达0.01℃。
②红外测温与普通接触式测温计测温的不同之处在于它不需要与测温对象达到热平衡就能读出物体的温度，它的测温速度非常快，可以实时观测，便于快速与动态测量，尤其对于一些测量人员不便于接近的设备或者一些易传染疾病（SARS，H1N1）的测量具有很大的优势。
③可以确定微小目标的温度。
④红外测温可以实现实时观测与自动控制，测量距离可近可远，并且可以夜间作业，具有较强的适应性。
⑤测温范围宽，红外测温的方法在理论上无测量上限。
正是由于上述传统技术无法比拟的优势，目前红外测温技术已经广泛应用在电力工业，航空航天，质量检测及冶金等领域。
2研究意义近年来，我们先后遭遇了“非典”，“H1N1”等流行性疾病的侵扰，这些疾病最大的特点是传染性强，有潜伏性。
变谱法在红外热像仪测温中的应用
Ｖｏ ． １４ｉ Ｎｏ． ６
红 外 与 激 光 工 程
Ｉ ｆ ａ ｅ ｎ ｓ ｒＥｎ ｉ ｅ ｒ ｇ ｎ ｒ ｒ ｄ ａ ｄ Ｌａ ｅ ｇ ｎ ｅ ｉ ｎ
２１ ０ ２年 ６月
Ｊ ｕｎ． ２０１ ２
变 谱 法在 红 外 热像 仪 测 温 中的应 用
ｃ ｒｉ ｄ ｏ ｔｉ ｗｏ ｄ ｆｅ ｅ ｔｂ ｎ ｓ ａ ｄ ｔｅ ｔｍ ｐ ｒ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｏ ｔｉｅ ｙ ｏ ｖｎ ｅ ｉ ｒ ｔ ｅ ｅ ｕ ｔ ｎ． ａｒｅ ｕ ｎ ｔ ｉｆ ｒ ｎ ａ ｄ ｎ ｈ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｃ ｕ ｄ ｂ ｂａｎ ｄ ｂ ｓ ｌ ｉｇ ｔ ｔ ａｉ ｑ ａ ｉ ｈ ｅ ｖ ｏ Ｔｈ ｓ ｍｅ ｏ ｏ ｌ ｅ ａ ｈ ｅ ｅ ｔ ｃ ｎ ｌ ｉ ａｌ ｙ ｔ ｍｅ ｎ ：ｓ ｔｉ ｌ ｒ ｎ ｒｏ ｔ ｏ ｎ ａ ｅ ａ ｅ ａ ｉ ｔ ｄ ｃ ｕｄ ｂ ｃ ｉｖ ｄ ｅ ｈ ｏｏｇｃ ｌ ｂ ｗｏ ｈ ｙ ａ ｓ ｅｔ ｎｇ ｆ ｔ ｓ ｉ ｆ ｎ ｆ ｉｆｒ ｄ ｃ ｍ ｒ ， ｉ ｅ ｒ ｏ ｕ ｉ ｇ ｎ ａ ｅ ｉ ａ ｅ ｓ ｒ ｓｎ ｉ ｆｒ ｄ ｍ ｇ ｒ ｗｉ ｄ ｆｅ ｅ ｔ ｂ ｄ ． Ｓ ｍ ｕ ａ ｏ ｒ ｓ ｌｓ ｈ ｗ ｔ ａ ｔｅ ｕ ａ ｅ ｅ ｐ ｒ ｔｒ ｏ ｒ ｈ ｔ ｉｆｒ ｎ ａ ｓ ｉ ｌｔ ｎ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｎ ｉ ｈ ｔ ｈ ｓ ｒ ｃ ｔｍ ｅ ａ ｅ ｆ ｆ ｕ
（ ｃ ｄ ｍｙ ｏ ｈｐ ａ ｄ Ｐ ｗｅ ｎ ｉｅ ｒ ｇ Ｎ ｖ ｌＵｎｖ ｒｉ ｆＥ ｇｎ ｅｉｇ Ａ ａ ｅ ｆ Ｓ ｉ ｎ ｏ ｒＥ ｇｎ ｅｉ ， ａ ａ ｎ ｉｅｓ ｙ ｏ ｎ ｉｅ ｒ ，Ｗｕ ａ ３ ０ ３ Ｃ ｉａ ｔ ｎ ｈ ４ ０ ３ ， ｈｎ ） ｎ
非制冷红外热成像测温关键技术研究
第 44 卷第 2 期2024 年 4 月振动、测试与诊断Vol. 44 No. 2Apr.2024Journal of Vibration ，Measurement & Diagnosis非制冷红外热成像测温关键技术研究*曹彦鹏1，2， 张圆圆1，2， 杨将新1，2（1.浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室 杭州，310027）（2.浙江大学浙江省先进制造技术重点研究实验室 杭州，310027）摘要 非制冷红外热成像测温过程受环境温度、测温距离和大气湿度等诸多因素影响，因此在复杂环境中实现高精度测温颇具挑战。
为了满足复杂环境中精确测温的需求，分析并研究了非制冷红外热成像测温误差的主要影响因素和关键补偿技术。
首先，针对非制冷红外探测器输出辐射温度易受环境影响的问题，设计了基于粒子群算法优化反向传播神经网络的非制冷红外探测器辐射温度预测算法，实现了不同工作温度下辐射温度的精确预测；其次，针对测温过程中的红外辐射大气衰减现象，设计了基于大气传输软件的近地红外辐射大气透射率计算方法，实现了大气透射率的准确、快速、便捷计算；最后，整合关键误差补偿技术形成了完整的非制冷红外热成像测温方法，并实验验证了以上关键技术对于提高红外测温精度和环境适应性的有效性。
关键词 非制冷红外热成像；温度测量；大气透射率；辐射温度中图分类号 TN219；TH8111 问题的引出红外热成像将可见光视觉拓展至人眼不可见的红外光谱波段，在军事、工业及民生等领域得到广泛应用，如导弹制导［1］、电气设备检测［2］、气体泄漏无损检测［3］、火灾探测与预防［4］以及生物学诊断［5］等，该技术应用实例如图1所示。
近年来，随着新型红外材料和信息处理技术的不断发展，红外热成像技术可进一步提高精度、可靠性和应用范围，向高性能、智能化、低成本的方向发展。
温度测量是红外热成像技术的重要应用之一。
红外热成像测温技术根据物体的辐射能量计算被测物体的表面温度，具有远距离、大面积、非接触性及高实时性等诸多优势，在温度测量领域发挥了重要作用。
红外测温技术设计方案
红外测温技术设计方案第一章绪论1.1 课题研究的目的和意义随着科技的快速发展和医疗技术的需要，测温技术也在不断地提高和改进。
众所周知，体温是一个重要的人体生理参数，不仅是人体生命活动的基本特征，而且也是观测人体机能是否正常运行的重要指标之一。
如果能及时知道一个人的体温，也许就能知道这个人的生理参数是否正常运行。
所以，体温计无论是日常生活还是临床医疗，都是必不可少的测量器具。
传统的体温计主要是水银式体温计，通过储存在水银球内的水银受热膨胀，然后读取刻度值来判断温度的高低。
但是这种温度计测量时间长、准确度低，在遇热或者放置不当时，容易破裂使水银泄露，造成人体接触中毒、污染环境。
面对这种传统体温计的不利因素，不仅给人们传达错误的信息，而且还有害健康。
因此，需要研究出一种新型的测温技术，改变传统体温计的测温方法，不仅能够方便、快捷、准确的测出人体的温度，而且对人体和环境没有伤害。
利用高科技和不懈的努力，人们终于研究设计出一种新型的测温仪——红外线测温仪。
这种新型的测温仪是利用人体发出特定波段的红外线来测量人体的温度，采用高精度的红外温度传感器，能够快速准确的测出人体的平均温度，从而解决了传统体温计的弊端，使测温技术更高效、更快捷。
红外测温技术不仅可以对个人实现快速、准确的测温，而且可以在大规模的检疫站，大流量的人群实现快速测量。
不仅节省了时间，也给人们带来了方便。
现在，红外测温仪已经被广泛的应用于各个领域，也发挥着越来越大的作用。
1.2 红外测温技术的发展概况红外线的最早研究是在1800年开始的，首先是英国物理学家F·W·赫胥尔从热的角度来研究各种色光时，发现了红外线。
自从赫胥尔发现红外线至今，红外线技术的发展历经了近两个世纪，从那时起，红外辐射和红外元件、部件的科学研究逐步发展，但发展比较缓慢，直到1940年前后才真正出现现代的红外技术。
当时，德国研制出硫化铅和几种红外透射材料，利用这些元、部件制成一些军用红外系统，例如高射炮用导航仪、海岸用船舶侦察仪、船舶探测和跟踪系统、机载轰炸机探测仪和火控系统等等。
非制冷面阵红外测温
非制冷面阵红外测温
随着科技的发展，非制冷面阵红外测温技术在各个领域得到了广泛应用。
这种技术具有诸多优势，不仅为人们提供了便捷的测温方式，还为各行各业带来了前所未有的机遇。
一、非制冷面阵红外测温技术简介
非制冷面阵红外测温技术是一种基于红外探测器的光电转换技术。
与传统的热电偶、热敏电阻等接触式测温方法相比，非制冷面阵红外测温技术具有无接触、快速、准确等特点，能在-50℃至+300℃的范围内实现高精度测温。
二、技术原理与优势
非制冷面阵红外测温技术的工作原理是：红外探测器接收物体发出的红外辐射，将其转换为电信号，再通过信号处理电路将电信号转换为温度值。
与其他测温方法相比，非制冷面阵红外测温技术具有以下优势：
1.非接触测量：无需与被测物体接触，避免了对物体的磨损和损坏，同时减少了人为误差。
2.响应速度快：面阵探测器具有较高的响应速度，可在短时间内实现对物体的测温。
3.抗干扰能力强：红外测温技术不受电磁场、磁场等因素的影响，能在恶劣环境中正常工作。
4.宽温度范围：非制冷面阵红外测温技术可在较大温度范围内实现高精度测温。
5.易于集成：面阵红外探测器结构紧凑，易于与其他传感器和设备集成，
便于实现自动化测温。
三、应用领域与前景
非制冷面阵红外测温技术在众多领域得到了广泛应用，如工业生产、医疗保健、环境监测、交通运输等。
随着技术的不断进步，非制冷面阵红外测温设备的性能和可靠性得到了进一步提高，未来将在更多领域得到应用，为人类社会带来更多便捷和福祉。
总之，非制冷面阵红外测温技术凭借其独特的优势，已成为现代测温领域的一大热门。
红外双波段探测系统建模仿真与测温算法研究的开题报告
红外双波段探测系统建模仿真与测温算法研究的开题报告一、选题背景和意义红外双波段探测技术已经广泛应用于工业、军事、医疗等领域，具有非接触、快速、高精度等优点，在物体的热力学特性分析、故障诊断和质量控制等方面有着重要的应用价值。
本课题旨在建立红外双波段探测系统的模型，并研究针对不同应用场景的测温算法，以提高红外双波段探测技术的应用精度和可靠性。
二、研究内容和方法本课题拟以硅基红外探测器为核心，建立红外双波段探测系统的数学模型，并进行仿真分析。
同时，针对不同的物体表面光谱特性和环境温度变化，结合红外双波段探测系统的特点，设计相应的测温算法，从而提高测量精度和实时性。
具体研究方法包括：1. 确定基本物理模型和假设，建立红外双波段探测器的传感器特性、光学系统参数和热辐射物理模型等的数学模型，利用Fluent等软件进行仿真分析。
2. 研究不同环境条件下物体的温度分布和热辐射谱特性，利用神经网络等算法进行数据处理和分析，优化测温算法，提高测量精度和实时性。
3. 对比不同测温算法在实际应用场景下的测量效果和可靠性，验证红外双波段探测技术的应用价值。
三、预期结果和创新点本课题旨在建立红外双波段探测系统的模型，研究不同应用场景下的测温算法，以提高红外双波段探测技术的应用精度和可靠性。
本研究预期将得到以下结果：1. 建立完备的红外双波段探测系统模型，为红外双波段探测技术的进一步发展提供技术支撑和参考。
2. 针对不同物体表面光谱特性和环境温度变化，设计相应的测温算法，提高红外双波段探测技术的测量精度和实时性。
3. 验证不同测温算法的测量效果和可靠性，为“红外双波段探测技术+测温算法”在各领域的应用提供技术保障。
本课题的创新点在于通过建立红外双波段探测系统的模型，并结合不同应用场景下的测量需求和物体热辐射特性，设计最适合的测温算法，实现对物体表面温度的高精度、实时测量。
同时，本研究的方法和技术在医疗、军事、工业等领域的红外探测技术的应用中具有普适性和可推广性。
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假设 被 测 物 体 周 围存 在 个 非 均 匀 环 境 辐 射 ， 被测 物 在 体充 满热 像 仪 的视 场 的情 况 下 ，则 被 测 物 体 表 面 的辐 射亮 度 为
１一 ￡ ， ， ， ） （ Ｔｏ Ｌ （ ）＋ ｐ ａ Ｔｏ Ｏ ， ，丌 Ｌ ） ｏ Ｔ （ ， ，ｒ ２ ） （ ＋
第３卷 ， ８ ０ 第 期 ２０ １０年 ８月
光
谱
学
与
光
谱
分
析
Ｓ ｅ ｔｏ ｃ ｐ ｎ ｐ ｃ ｒ ｌ ｐ ｃ ｒ ｓ ｏ ｙ ａ ｄ Ｓ ｅ ｔａ ａｙ ｉ Ａｎ ｌ ｓｓ
Ｖｏ． ０ Ｎｏ ８ ｐ ２ ９ — ０ ７ １３ ， ． ， ｐ ０ ３ ２ ９ Ａ ｕ ｓ ，２０ ０ ｇｕ ｔ １
＞ － ， ， ， ， ） （ ） （， 似 Ｄ ｋ。 ｌ ’ ＝ 一
（） １
式 中第一部分 为表 面 自身 的光谱辐射亮度 ，第二部分 为物 体 表面反射 的大气辐射 的光谱辐射亮度 ， ｊ部分为物体 表面 第 反射 的非均匀环境辐射 的光谱辐射亮度 。 （， ｏ ， ） ￡ Ｔ ， 是温
度 测 量 ） 所 以需 要 在 这 方 面继 续 开 展 研 究 。 ，
的光 谱半球
方 向反 射率 ， （ ， ｏ ， ， ） 温度 丁 ｐ ａ Ｔ ， ０， 足 ０
的第 个非
为的被测 物体对第 ｉ 个非均匀环境辐射物体 的光谱双 向反射 分布 函数 。 是大气温度 ， ａ ） Ｌ（ 是温度为
文 献 标 识 码 ：Ａ Ｄ ：１． ９ ４ ｊｉ ｎ １ ０—５ ３ ２ １ ）８２ ９—５ ＯＩ ０ ３ ６ ／． ｓ． ０ ００ ９ （０ ０ ０—０ ３０ ｓ 辐射 的反 射 辐 射 等 。
中 图分 类号 ： Ｎ２ ５ Ｔ １
引 言
由 于 热成 像 测 温技 术 具 有 测 温 速 度 快 、 温 面 积 大 、 测 测
均匀 环境 辐 射 物 体 的光 谱 辐 射 亮 度 。 作用 于热 像 仪 的辐 射 亮 度 为
一
１ 红外热像 仪测 温原理
红外 热像仪是根据接受被测 物体 表面发射 的辐射来 确定 其温度的 。 被测表面 的辐射包括两部分 ＿ ＿ 日标 自身辐射 和 一
环 境 反 射 辐 射 。 环 境 反 射 辐 射 又 包 括 两 部 分 ，即 均 匀 环 境 而
”
温分辨率高和非接触 、 干扰被测表 面温度场 等优 点 ，己在 高压电线 巡检 、电站 、 电设备 和变电站 等电气设 备和机器 配 设备 的状 态监测 、半导体元件和集成电路的质鼙 筛选和故 障 诊 断、石化设备的故障诊 断 、 灾的探 测、材料 内部 缺陷 的 火
无损 检测 和传 热 研 究 等 领 域 得 到 广 泛 的应 用 ， 取 得 了可 观 并 的经济效 益Ⅲ 。然 而 ，目前 红 外 测温 主 要是 朗 伯漫 反 射体 （ 体） 灰 的温 度 测 量 ，国 内 外许 多 学 者 和 专 家 做 ＿ 多 相 关 的 ｒ许
相 对 应 的 物体 表 面元 面 积 。表 面元 面 积 Ａ 发 出 的 辐 射 亮 度 Ｌ 。入 射 到光 学 镜 头 前 的某 一 波 长 的辐 射 功 率 为 ｉ
反射辐射和非均匀环境 反射辐射 。 均匀环境 辐射主要是 大气 反射辐射 ， 非均匀环境辐射包括周 围物体 的反射辐射 和太阳
表 面法 向发射率 的特点 ，简化了热像 仪测 温的数 学模型 ，得到 了红外热像 仪测温 的计算公 式 。 过相关 实 通 验， 验证了在一定的温度范围 内， 物体 的发射率和反射率之 和基本保持不变这一结论 。 体的发射 率与反射 物
率 之和 ｎ与物体种类 、表面状 况及 物体温度有关 。 物体与朗伯体越接近 ， 越 大 ， ａ 其值 越接近于 １ 物体表面 ； 状况偏离 朗伯体越远 ，表面越光滑 ， 越小 。实验表明 ， 物体 接近 朗伯体 ， 若 则可将其 视为 朗伯 体 ， 无需 进行
１ 示。 所
Ｌ＾ ＋ ￡ Ｌｋ（为大气 的光谱透射率 ， ｅ 为大气 的光 谱发射率 。
表 面 辐 射 的场 状 态 可 由光 学 成 像 来 反 映 。其 原 理 图 如 图
用上标（，） 来标 志成像 焦平 面上 的像 素 以及与该像 素
度 为 的 被测 物体 在 方 向 （ ， 结）上 的 方 向 光 谱 发 射 率 ， ｐ ，Ｔ ， ， ， 是 温 度 为 的被 测 物 体 在 方 向 （ ， ）上 Ｏ， ２ ） ｏ
工作ｌ 。对于非朗伯体 （ ２ 。 比如金 属） 其 温度测 量长 期 以来 ， 被视为是红外测 温 的盲 区 ，对其 的红 外测 温认 为 是不 准 确 的［］ 但 是 ，随着红外 测温的应用 ， 要将红外测温 的对象 ”。 需 扩展到非朗伯体（ 比如 电机 的红外 测温 ，就涉 及到金 属 的温
实际物体修正 ；对于非朗伯体（ 特别是表面光滑且发射率较低 的物体 ） 需要对其红外测温进行修正 ， ， 否则将 增 大测 温误差 ，甚至偏离其真实温度很远 。 该研究 表明 ， 通过修正 ， 以对非 朗伯体进行红外测温 。 可 关键词 红外热像仪 ；红＃ Ｎ温 ； ｂ 数学模型 ；朗伯体 ； 朗伯体 非
非 朗伯体 红 外 测温 计 算研 究
杨 桢 ，张 士 成 ，杨 立
海军１ 程大学船舶 与动力学院 ， 二 湖北 武汉 ４ ０ ３ ３０３
摘
要
根 据 红 外 辐 射 理 论 和 红 外 热 像 仪 的测 温 原 理 ，建 立 了 红 外 热 像 仪 测 温 的 通 用 数 学 模 型 ；基 于 物 体