大氣對紅外熱像儀測溫的影響-Telops紅外專家教你如何選擇紅外熱像儀之四

大氣對紅外熱像儀測溫的影響的主要是大氣衰減和大氣自身紅外輻射。

大氣衰減

氣體對紅外輻射的吸收、懸浮微粒散射紅外輻射以及背景輻射對探測器的干擾等。

氣體對紅外輻射的吸收

氣體分子對紅外輻射的吸收是造成紅外輻射衰減的主要原因之一。對紅外輻射又吸收作用的有臭氧、CO、NO2、水蒸氣、CO2等。在近地面進(jìn)行紅外測量時(shí),水蒸氣和二氧化碳的含量對大氣對紅外輻射的影響占主要作用。水蒸氣的吸收波段較多,作用也較強(qiáng),其主要作用波段在0.94μm、1.14μm、1.38μm、1.88μm、2.7μm、3.2μm、3.7μm、6.3μm等波長。二氧化碳在2.7μm、4.3μm、15μm處的紅外吸收性能也較強(qiáng)。雖然水蒸氣和二氧化碳的占大氣總量的比例很少,但是由于水蒸氣跟CO2很容易產(chǎn)生,所以他們基本上決定了大氣的紅外透過特性。

大氣對紅外熱像儀測溫精度的影響

本圖片顯示了環(huán)境 大氣和鏡頭對被測物體的紅外輻射的影響過程

氣體對紅外輻射的散射

大氣中的氨、硫化氫、一氧化碳、二氧化硫等氣體及灰塵、煙、霧、雨、雪等固態(tài)液態(tài)的懸浮顆粒對紅外輻射不僅有強(qiáng)烈的衰減和吸收作用,由于這些氣體的密度起伏以及微小顆粒的不規(guī)則運(yùn)動(dòng),從而造成紅外輻射傳輸方向產(chǎn)生偏離,能量減弱,引起散射。

例如霧,它的粒子半徑大多在0.8 ~ 5μm 之間,它對紅外輻射的散射作用是相當(dāng)嚴(yán)重的。試驗(yàn)表明如果每平方厘米有100 個(gè)霧粒子,其半徑是4μm,當(dāng)波長為4μm 的紅外輻射在含有該霧的大氣中經(jīng)過100m 后就會(huì)散射掉85%。測量距離越遠(yuǎn),紅外輻射受大氣影響因素就越大。

一般來講散射的影響小于分子吸收,而且其影響隨著波長的增長而減小。不過在吸收很小的波段,散射成為了紅外輻射損失的主要原因。

大氣溫度

大氣溫度對于紅外遙感測溫具有一定影響,不過當(dāng)被測物體的溫度很高的時(shí)候,大氣溫度可以忽略不計(jì)。

因此紅外測溫工作晴天進(jìn)行為宜,并且應(yīng)盡量減少測溫距離。

應(yīng)對方法

針對大氣對紅外熱像儀測溫的的不利影響,Telops的策略是,在軟件中增加了大氣衰減和大氣溫度的數(shù)據(jù)選項(xiàng),通過對這兩個(gè)數(shù)據(jù)的設(shè)定,從而弱化大氣對測溫準(zhǔn)確性的干擾。

下一節(jié)我們?yōu)榇蠹抑v解紅外鏡頭及其對測溫影響

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