红外热像仪测温算法 红外热像测温原理 黑体辐射的基本规律是红外辐射理论研究和技术应用的基础。所谓黑体，就是在任何温度下能吸收任何波长辐射的物体。斯蒂芬一波尔兹曼定律指出，黑体的辐出度，即黑体表面单位面积上所发射的各种波长的总辐射功率与其热力学温度 T 的四次方成正比： 在相同温度下，实际物体在同一波长范围内辐射的功率总是小于黑体辐射的功率。也就是说，实际物体的单色辐出度 小于黑体的单色辐出度。我们把与的比值称为物体的单色黑度，它表示实际物体的辐射接近黑体的程度： 即 （1） 将式（1）两端积分 （2） 如果物体的单色黑度是不随波长 变化的常数，即，则称此类物体为灰体。结合关系式： 和 可得 所以 （3 ） 实际物体的热辐射在红外波长范围内，可以近似地看成灰体辐射。被定义为物体的发射率。表明该物体的辐射本领与同温度同测量条件下的黑体辐射本领之比。式(3 )正是红外测温技术的理论依据。 作用于热像仪的辐射照度为 （4 ） 其中， 为表面发射率， 为表面吸收率， 为大气的光谱透射率，为大气发射率， 为被测物体表面温度， 为环境温度， 为大气温度， d 为该目标到测量仪器之间的距离，通常一定条件下， 为一个常值， 为热像仪最小空间张角所对应的目标的可视面积。热像仪通常工作在某一个很窄的波段范围内，或 之间，、、通常可认为与无关。得到热像仪的响应电压为 （5 ） 其中，为热像仪透镜的面积，令，,则（5 ）式变为 （6 ） 红外热成像系统的探测器可以将接收到的红外波段的热辐射能量转换为电信号，经过放大、整型，模数转换后成为数字信号，在显示器上通过图像显示出来。图像中的每一个点的灰度值与被测物体上该点发出并到达光电转换器件的辐射能量是对应的。但直接从红外热成像系统显示的图像中读出的温度是物体表面的辐射温度，并不是真实温度，其值等于辐射出相同能量的黑体的真实温度。因此在实际测温时，要先用高精度黑体对热像仪进行标定，找出黑体温度与光电转换器件输出电压(在热图像上表现为灰度)的对应关系。黑体的真实温度可由显示面板读出。 依据普朗克辐射定律，得到 （7） 被测表面真实温度的计算公式为 （8） 当使用不同波段的热像仪时，n 的取值不同，对InSb(3~5μm)探测器，n 值为8.68；对HgCdTe(6~9μm)探测器，n 值为5.33；对HgCdTe(8~14μm)探测器，n 值为4.09。 当被测表面满足灰体近似时，即，且若认为大气,则（7）式变为 （...
