红外热像仪测温技术

红外热像仪测温技术
辐射探测学
3 标定原理
近距离扩展源法 在近距离扩展源法中，要求定标源的面积必须充满热像仪的整个视场 热像仪的光学系统入瞳上的辐亮度为:
L Lb
在波长 1 - 2 波段内的黑体辐亮度为:
Lb (1 2 )
Mb



1
2
1
5 e
c1
1
c2 / T
d
所以，红外热像仪的辐亮度响应度:
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辐射探测学
1 概述
课题研究背景
与其他测温方法的优势： (1)温度分布不均匀的大面积目标的表面温度场的测量； (2)在有限的区域内快速确定过热点或过热区域的测量。 红外测温技术的优点： ①不会破坏被测物体的温度场，因为它无需与被测物体接触； ②灵敏度高； ③可在几毫秒内测出目标温度，反应速度快； ④测温范围宽，一般可达到－170℃~3200℃，甚至更大； ⑤不受检测距离限制，近远皆可；
温 度 温度
灰 度 灰度
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3 标定原理
黑体
标 定 原 理 图
发生率不低于 0.995
温场均匀性好
测温误差小
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3 标定原理
在规定的温湿度条件的实验室中，选用黑体辐射源标定的红外热像仪测量黑体 源不同的温度值，具体有两种方法：
1
拟合曲线法
用最小二乘法拟合热像仪采集的灰度数据与标准黑体辐射源的温度示值， 得出辐射能量与温度关系的拟合曲线。
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辐射探测学
目录 1 2 3 4 5
概述 红外热像仪测温原理
红外热像仪辐射定标的基本原理 红外热像测温的影响因素 红外图像增强处理
红外热像仪测温技术
辐射探测学
4 测温的影响因素
0.76μ m~1000μ m 1~3μ m 3~5μ m 短波窗口 8~14μ m 长波窗口 “大气窗口”
RT V /[

1
2
1
5 e
c1
1
c2 / T
d ]
式中V根据定标的要求，可以是热像仪的输出电压、也可以是数字化输出 的图像灰度级等。
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3 标定原理
远距离小源法 当被测目标在热像仪中的像未充满仪器视场时，通常使用远距离小
源法定标。
把定标黑体源置于离开热像仪足够远的距离上，使它处于热像仪的 视场范围之内，但并未充满视场，测量目标的辐照度。
2
查找表法
查找表法对足够多的点进行标定，得到尽可能多的标定数据，建立数据 库，用表的形式来查找温度与灰度的对应关系。
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3 标定原理
定标的方法有许多，根据测量要求，以及定标源是否充满仪器的视场， 以下介绍两种方法:近距离扩展源法和远距离小源法。
1 2
近距离扩展源法
远距离小源法
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辐射探测学
4 测温的影响因素
大气吸收是影响测温精度的因素之一，热像仪特性、目标特性、测 量距离等因素也直接影响了测温的准确性。为了实现温度的精确测量和 便于操作，在热像系统中大多数热像仪实现的精度补偿有：
1
2 3
镜头视场外的辐射补偿 不同操作温度下的补偿 热像仪内部的漂移和增益补偿
正比 红外辐射 电子视频信号 显示器
标定
物体绝对温度
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目录 1 2 3 4 5
概述 红外热像仪测温原理
红外热像仪辐射定标的基本原理 红外热像测温的影响因素 红外图像增强处理
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辐射探测学
3 标定原理
对于红外热成像测温系统，要获得物体表面的绝对温度，需要利用 标准黑体对温度灰度关系进行标定，即建立灰度和温度之间一一对应的 关系，以便以后直接由灰度获得温度，这就是红外成像测温系统的标定。
3
辐射探测学
温度的影响
红外热像仪测温技术
4 测温的影响因素
4.2 背景噪声
室内测量时，周围高温物体等的反射光也会影响待测物体温度的测量结果；
室外主要的背景噪声是阳光的直接辐射、折射和空间散射。因此在测温时必须 考虑各种影响因素 采取的基本对策如下： (1) 在待测物体附近设置屏蔽物，以减少外界环境的干扰。 (2) 准确对准焦距，防止非待测物体的辐射能进入测试角。 (3) 室外测量时，选择晚上或有云天气以排除日光的影响。 (4) 通过制作小孔或采用高发射率的涂料等方法使发射率提高，使之接近于1。
Eb
c15 c2 / T e 1
式中, Eb 为黑体光谱辐射通量密度
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2 测温原理
2.1 热像仪的组成和工作原理
热辐射原理图
接收到的有效辐射wenku.baidu.com
1、目标自身辐射 2、环境反射辐射 3、大气辐射
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2 测温原理
2.1 热像仪的组成和工作原理
红外热像仪测温技术
姓名：某某某 学号：1111111111
专业：某某某某某某
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概述
红外热像仪测温原理
红外热像仪辐射定标的基本原理 红外热像测温的影响因素 红外图像增强处理
红外热像仪测温技术
辐射探测学
1 概述
课题研究背景
红外热像测温技术是当今迅速发展的高新技术之一，已广泛地在军事、 准军事和民用等领域并发挥着其它产品难以替代的重要作用。 随着电子技术的迅猛发展，新半导体材料的不断出现，红外测温技术 在科学研究、现代工程技术和军事领域中的应用越发广泛。
能在较宽的范围内提供最佳功能，
达到良好的测温要求
主要用于低温及远距离的测温
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辐射探测学
4 测温的影响因素
作为窄谱辐射成像测量设备的热像测温系统，由于受各种因素的影响， 直接影响了红外热像仪对温度的精确测量，也影响了热像仪在一些领域中的 应用。
主要影响因素有被测表面的发射率，反射率，大气温度，环境温度， 测量距离和大气衰减度等。
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目录 1 2
概述
红外热像仪测温原理 红外热像仪辐射定标的基本原理 红外热像测温的影响因素 红外图像增强处理
3 4 5
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辐射探测学
2 测温原理
2.1 辐射的基本定律
红外测温技术的理论基础是普朗克定律,该定律揭示了黑体辐射能量在 不同温度下按波长的分布规律,其数学表达式为:
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4 测温的影响因素
4.1 发射率 发射率 是影响红外热像仪测温精度的最大不确定因素。发射率受表 面条件、形状、波长和温度等因素的影响。要想得到物体的真实温度，必 须精确的设定物体的发射率值。
1
不同材料性质的影响
2
表面状态的影响
不同的表面形态首先影响到反射率，从而影响到发射率。材料的种类 和粗糙的程度直接影响到发射率。表面粗糙度对金属材料的发射率影 响比较大。对非金属的电介质材料影响较小或根本无关。