CN106248214A - 一种红外热像仪测量物体表面发射率的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种红外热像仪测量物体表面发射率的方法，使用稳定了10 min以上的热像仪，调整热像仪的焦距，使被测物体、面源黑体和标准漫反射板能够清晰成像，将热像仪中心像素点P对准面源黑体，调整面源黑体表面温度，使P 点灰度为H₂，重复测量，使H₁＝H₂，记录面源黑体温度与标准漫反射板温度，利用热像仪像素点P 测量被测物体表面，使P点灰度为H₃，将热像仪中心像素点P再次对准面源黑体，调整面源黑体温度使P点灰度为H₂，重复测量，使H₂= H₃，记录面源黑体温度与被测物体表面温度，分析测量数据获得物体表面发射率，该方法提高了发射率测量精度，误差小，对发射率偏低的设备，测量精度提升较为明显。

Description

一种红外热像仪测量物体表面发射率的方法

技术领域

本发明属于检测领域，具体是一种红外热像仪测量物体表面发射率的方法。

背景技术

发射率（emissivity / emittance） 指物体的辐射能力与相同温度下黑体的辐射能力之比称为该物体的发射率或黑度，也称为辐射率，比辐射率。针对所有波长而言的，因此应称为全发射率，通常就简称为发射率。英语上的emissivity指单一物质的物理特性，跟辐射传热公式中的epsilon互通，emittance指某一样本的发射率。 实际物体的发射率与物体的表面状态(包括物体表面温度、表面粗糙度以及表面氧化层、表面杂质或涂层的存在)有关。金属的发射率随表面温度的上升而增大，而非金属的发射率一般是随表面温度的上升而减小。金属的发射率比非金属的小得多。黑体在单位时间内发出的热辐射能量由斯忒藩-波尔兹曼定律揭示为：Φ=AσT4（温度四次方）在红外检测活动中经常会用到这个词汇，它是检测仪器在检测过程中所测目标的能量与所收集到的能量所成的比例。

发射率是目标红外辐射特性建模与仿真的重要参数，发射率测量精度直接影响目标红外辐射特性计算的精度。目前发射率测量方法包括量热法、反射率法、能量法和多波长法等，这些方法大多需要对被测量表面进行精确控温或对测量环境要求较高，许多大型设备体积庞大、结构复杂，难以精确控制其表面温度，一般的利用红外热像仪或红外测温仪测量此类设备表面发射率的方法多是根据热像仪定标系数，计算物体表面辐射亮度，再结合物体表面温度反推其发射率，但此种方法没有考虑物体反射环境辐射对测量结果的影响，测量精度不高，误差较大。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种红外热像仪测量物体表面发射率的方法，提高了发射率测量精度，误差小，对发射率偏低的设备，测量精度提升较为明显。

实现本发明目的的技术方案是

一种红外热像仪测量物体表面发射率的方法，包含如下步骤：

1）使用稳定了 10 min以上的热像仪，调整热像仪的焦距，使被测物体、面源黑体和标准漫反射板能够清晰成像；

2）用热像仪的中心像素点 P 测量标准漫反射板灰度 H₁；

3）将热像仪中心像素点 P 对准面源黑体，调整面源黑体表面温度，使 P 点灰度为 H₂；

4）重复步骤2）和步骤3），使H₁＝H₂，记录面源黑体温度与标准漫反射板温度；

5）利用热像仪像素点 P 测量被测物体表面，使 P 点灰度为H₃；

6）将热像仪中心像素点 P 再次对准面源黑体，调整面源黑体温度使 P 点灰度为H₂；

7）重复步骤5）和步骤6）使H₂= H₃，记录面源黑体温度与被测物体表面温度；

8）分析测量数据获得物体表面发射率。

本发明的有益效果是

一种红外热像仪测量物体表面发射率的方法，该方法提供了新型的表面发射率测量方法，提高了发射率测量精度，误差小，对发射率偏低的设备，测量精度提升较为明显。

具体实施方式：

一种基于扫描共焦显微镜的表面轮廓检测方法，该方法相对于传统工程测量方法而言提高了发射率测量精度，尤其对发射率偏低的设备，测量精度提升较为明显。

具体包含如下步骤：

第一步，热像仪开机并稳定约 10 min，调整热像仪焦距使其对设备、面源黑体和标准漫反射板清晰成像，调整完毕后不再调整热像仪焦距;

第二步， 利用热像仪的中心像素点 P 测量标准漫反射板灰度 H₁;

第三步，调整热像仪角度使像素点 P 对准面源黑体，调整面源黑体温度使 P 点灰度为 H₁;

第四步， 重复步骤第二步和第三步，使二者灰度完全相同，记录此时面源黑体温度与标准漫反射板温度;

第五步，利用热像仪像素点 P 测量设备灰度 H2;

第六步，调整热像仪角度使像素点 P 对准面源黑体，调整面源黑体温度使 P 点灰度为 H2;

第七步，重复步骤五、六使二者灰度完全相同，记录此时面源黑体温度与设备温度;

最后，分析测量数据获得表面发射率数值。

Claims (1)

1.一种红外热像仪测量物体表面发射率的方法，其特征在于,包含如下步骤：

1）使用稳定了 10 min以上的热像仪，调整热像仪的焦距，使被测物体、面源黑体和标准漫反射板能够清晰成像；

2）用热像仪的中心像素点 P 测量标准漫反射板灰度 H₁；

3）将热像仪中心像素点 P 对准面源黑体，调整面源黑体表面温度，使 P 点灰度为 H₂；

4）重复步骤2）和步骤3），使H₁＝H₂，记录面源黑体温度与标准漫反射板温度；

5）利用热像仪像素点 P 测量被测物体表面，使 P 点灰度为H₃；

6）将热像仪中心像素点 P 再次对准面源黑体，调整面源黑体温度使 P 点灰度为H₂；

7）重复步骤5）和步骤6）使H₂= H₃，记录面源黑体温度与被测物体表面温度；

8）分析测量数据获得物体表面发射率。