發(fā)射率和熱像儀是如何相輔相成的

上周我們分享了電影的精彩片段

因?yàn)槭熘矬w發(fā)射率的差異

強(qiáng)森透過(guò)熱像儀鑒定出“假金蛋”

想要回顧的小伙伴戳這里：可樂(lè)澆毀“金蛋”，強(qiáng)森的自信源于這里。..。..

那么到底什么是發(fā)射率？

它和熱像儀是如何相輔相成的？

身邊物體的發(fā)射率

發(fā)射率其實(shí)是一種比率

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)、表面粗糙程度、表面幾何形狀、拍攝角度、觀測(cè)波長(zhǎng)以及被攝物體本身的溫度所決定（其中物體本身材質(zhì)是對(duì)物體發(fā)射率影響最大的一個(gè)因素），所以在相同的溫度下，物質(zhì)不同，向外輻射的能量也會(huì)不同。

相同溫度下，因發(fā)射率不同，而顯示的表象溫度有差異

例如，高度拋光的金屬表面，如銅或鋁，其發(fā)射率通常低于0.10。粗糙或氧化的金屬表面有更高的發(fā)射率（0.6或更大，取決于表面條件和氧化量）。大多數(shù)平面漆的發(fā)射率約為0.90，而人類皮膚和水約為0.98。

影響發(fā)射率的因素：反射溫度

金屬的發(fā)射率隨表面溫度的大幅上升而增大，而非金屬的發(fā)射率一般是隨表面溫度的變動(dòng)卻幾乎沒(méi)有變化，金屬的發(fā)射率比非金屬的小得多。如果你看到的是一個(gè)高拋光金屬物體，具有低發(fā)射率，該表面將像一面鏡子。而你的熱像儀不會(huì)測(cè)量物體本身的溫度，而是檢測(cè)被測(cè)物體表面的出射輻射（物體的表象溫度），出射輻射包括物體自身的紅外輻射+環(huán)境在物體表面的，經(jīng)過(guò)相同的反射角進(jìn)入熱像儀鏡頭的反射輻射。環(huán)境反射表面溫度（也稱為背景溫度或T-反射）是指來(lái)自被測(cè)物體周圍環(huán)境中其他物體的任何熱輻射，這些物體從你測(cè)量的目標(biāo)反射進(jìn)入熱像儀鏡頭。

反射溫度會(huì)影響熱像儀測(cè)量的表象溫度

反射溫度會(huì)影響熱像儀測(cè)量的表象溫度（除發(fā)射率是影響測(cè)溫結(jié)果的重要補(bǔ)償參數(shù)，環(huán)境反射表象溫度對(duì)測(cè)溫結(jié)果影響也是至關(guān)重要的?。绻浇臒嵩矗ㄈ缱儔浩?，電動(dòng)機(jī)或者反射陽(yáng)光中的紅外波段能量）從物體表面反射進(jìn)入熱像儀鏡頭，而被測(cè)物體本身溫度可能很低，但根據(jù)熱像儀顯示的溫度卻可能高得多。

金屬燈的開(kāi)關(guān)是比墻的其他部分更熱，還是反射了一個(gè)溫暖的熱源？

或者一個(gè)物體可能和一個(gè)相鄰物體的溫度相同，但看起來(lái)要冷得多。

戒指的溫度可能和人的皮膚一樣，但看起來(lái)要冷得多

對(duì)于發(fā)射率較高的物體，反射溫度的影響較小。但對(duì)于低發(fā)射率的物體來(lái)說(shuō)，反射溫度是關(guān)鍵因素。隨著發(fā)射率的降低，你所測(cè)量的熱量更多的是來(lái)自周圍物體的表面，而不是你正在檢查的目標(biāo)。

如何測(cè)量物體的真實(shí)溫度？

如果要測(cè)量的對(duì)象具有高發(fā)射率，則可以在熱像儀設(shè)置中調(diào)整發(fā)射率和反射溫度。例如，如果你想測(cè)量一個(gè)人的體溫，你可以將發(fā)射率設(shè)置為0.98（人體皮膚的發(fā)射率），將反射溫度設(shè)置為環(huán)境溫度（如果你在室內(nèi)，大概在68°F/20°C左右），你的熱像儀就會(huì)進(jìn)行補(bǔ)償。

對(duì)于其他類型的表面，如果溫度測(cè)量精度對(duì)您和您的檢查程序很重要，您可能需要進(jìn)行熱成像培訓(xùn)，以便在進(jìn)行測(cè)量時(shí)正確補(bǔ)償發(fā)射率。

一般來(lái)說(shuō)，如果你要測(cè)量的目標(biāo)的發(fā)射率低于0.5，你可能得不到精確的溫度測(cè)量值。在這種情況下，你需要考慮如何提高目標(biāo)的發(fā)射率。

高發(fā)射率表面如電子膠帶可用于精確測(cè)量低發(fā)射率表面如閃亮金屬的溫度

發(fā)射率+反射率+透射率=100%

對(duì)于熱像師來(lái)說(shuō)，我們平時(shí)拍攝的被攝物體在紅外波段絕大多數(shù)都是不透明的物體，意味著物體的透射率為0，而物體的發(fā)射率+反射率+透射率=100%。所以可以推出：不透明的物體（指紅外波段）：發(fā)射率+反射率=100%。這也就意味著在低發(fā)射率（尤其當(dāng)物體表面發(fā)射率低于50%的時(shí)候）環(huán)境的反射表象溫度會(huì)對(duì)測(cè)溫結(jié)果產(chǎn)生比較大的干擾。這個(gè)時(shí)候我們就需要熱像師通過(guò)具體的檢測(cè)手段來(lái)調(diào)整補(bǔ)償物體的發(fā)射率以及物體的反射表象溫度，來(lái)更接近物體的真實(shí)表面溫度！

在進(jìn)行溫度測(cè)量時(shí)，發(fā)射率是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的因素，而且它還會(huì)受到不同因素的影響。幸好它是可以學(xué)習(xí)的，用先進(jìn)的測(cè)量方法，它可以得到正確的補(bǔ)償。所以小菲建議各位菲粉們，要想獲得物體本身的真實(shí)溫度，可以到ITC紅外培訓(xùn)系統(tǒng)學(xué)習(xí)下發(fā)射率、環(huán)境反射表象溫度等補(bǔ)償?shù)脑O(shè)置，在這里不僅可以學(xué)習(xí)各種熱成像相關(guān)的理論知識(shí)，還可以上手實(shí)操檢測(cè)，完成培訓(xùn)后，妥妥滴由熱成像“小白”轉(zhuǎn)換成專業(yè)熱成像師哦~

原文標(biāo)題：小菲課堂｜“吃透”發(fā)射率，熱像儀測(cè)溫才最準(zhǔn)確

文章出處：【微信公眾號(hào)：菲力爾】歡迎添加關(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。