發(fā)射率是影響紅外熱像儀檢測精度的重要參數(shù)之一,因各目標不盡相同,故發(fā)射率會有很大差別;若不能準確設(shè)置發(fā)射率或找到正確的途徑判斷溫度,則會造成嚴重的測量誤差,本章講述的是如何修正發(fā)射率,滿足客戶精確測量的需求。
什么是發(fā)射率?
發(fā)射率是指物體表面輻射出的能量與相同溫度的黑體輻射能量的比率。(黑體是一種理想化的輻射體,可輻射出所有的能量,其表面的發(fā)射率為1.00)各種物質(zhì)的發(fā)射率是由物體的本身材質(zhì)所決定,相同的溫度下,物質(zhì)不同,向外輻射的能量也會不同。
影響發(fā)射率的因素有哪些?
我們將檢測的目標分為非金屬和金屬材料兩大部分,大多數(shù)非金屬材料(如塑料、油漆、皮革、紙張等)發(fā)射率可設(shè)置為0.95,相同材質(zhì)、不同顏色的目標其發(fā) 射率非常接近,誤差通常不超過測量精度范圍;部分表面光亮的非金屬材料發(fā)射率較低(如瓷磚、玻璃等),這些材料需要參考后頁內(nèi)容進行發(fā)射率確認。金屬材料的發(fā)射率會受到下列因素的影響:
1、材料不同材料的發(fā)射率不同,如銅的發(fā)射率一般來說比鋁高。
2、表面光潔度通常表面粗糙的材料發(fā)射率比光潔表面高。
表面幾何形狀中空,有角度的及孔洞的,表面多重反射等具有較高發(fā)射率,表面有凹陷、夾角或不平整規(guī)則的部位比平整的部位發(fā)射率高,如通常我們在檢測模具加熱時會,發(fā)現(xiàn)溫度有偏高的部位,但實際上該模具溫度是均勻的,偏高的位置往往是表面不規(guī)則的部分。
一般而言,潔凈、未氧化、裸露的金屬表面發(fā)射率較低,有的甚至難以使用紅外熱像儀測量。在許多工業(yè)研發(fā)應用中,發(fā)射率低的物體普遍存在,而在電氣應用中尤為突出。為了獲得理想的測量結(jié)果,需要提高這些目標的發(fā)射率。
熱像儀記錄了電磁光譜中紅外波段的輻射強度,然后將其轉(zhuǎn)化為可見光圖像。源自某一物體的紅外能量通過熱像儀的光學鏡頭聚焦,傳遞至紅外探測器上,探測器將信息發(fā)送至傳感器電子元件,進行圖像處理。電子元件將來自探測器的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可在取景器、標準視頻顯示器或LCD顯示屏上查看的圖像。紅外成像是一種將紅外圖像轉(zhuǎn)化為輻射圖像,可在圖像上讀取溫度值的技術(shù)。因此,紅外圖像的每個像素點實際上對應一個溫度值。
為了正確解讀熱圖像,需要了解不同材料與環(huán)境如何影響紅外熱像儀的溫度讀數(shù)。發(fā)射率是指:與完全發(fā)射體相比,目標物體發(fā)射紅外輻射的效率(完全發(fā)射體又稱為黑體,其發(fā)射率值為1)。實際上,我們的測量目標并非完全發(fā)射體,其發(fā)射率值往往小于1。目標的測溫值源于發(fā)射、傳輸與反射輻射量的總和。