理論基礎(chǔ)

紅外測(cè)溫原理的理論基礎(chǔ)是普朗克定律。

對(duì)于理想的輻射源———黑體而言,輻射能量（輻射強(qiáng)度）與溫度的關(guān)系符合普朗克定律,即:
M_λ=C1/λ5?1/eC2/λT-1

如右圖 表示：普朗克定律揭示了輻射強(qiáng)度與黑體溫度和響應(yīng)波長的相互依賴關(guān)系,其中Mλ是T溫度下、λ波長處、單位面積黑體的輻射功率,C1、C2為常數(shù),e為自然對(duì)數(shù)的底，等于2.718,T為熱力學(xué)溫度。

溫度與輻射強(qiáng)度的關(guān)系

輻射能量隨著溫度升高而增加,這是紅外輻射理論的出發(fā)點(diǎn),也是紅外熱像儀的設(shè)計(jì)的理論依據(jù)。

波長與輻射強(qiáng)度的關(guān)系

根據(jù)維恩位移定律,即:T?λm=2897.8(μm?K),其中T為熱力學(xué)溫度,λm為峰值響應(yīng)波長。根據(jù)公式，我們可以發(fā)現(xiàn)輻射峰值波長隨著溫度升高而變短，即從長波向短波方向移動(dòng)。這個(gè)公式也說明了為什么測(cè)高溫必須要用中波紅外熱像儀,低溫則需要長波紅外熱像儀。

峰值與測(cè)溫準(zhǔn)確性的關(guān)系

通過上圖我們發(fā)現(xiàn)輻射強(qiáng)度隨溫度的變化率,短波和中波處比長波處大,即短波和中波紅外熱像儀相對(duì)信噪比高(靈敏度高),抗干擾性強(qiáng)。因此我們需要根據(jù)被測(cè)目標(biāo)的峰值波長來選擇紅外熱像儀的波段。

如何提高測(cè)溫精度

理論上，C1、C2為常數(shù)，他們和e都是恒定值。λ也很容易被測(cè)到準(zhǔn)確數(shù)值，黑體的輻射率為1.只要知道輻射能量值M_λ，我們就能夠得到準(zhǔn)確的熱力學(xué)溫度。

但是，測(cè)溫的準(zhǔn)確性受到以下4點(diǎn)挑戰(zhàn)：

1.由于大自然中不存在黑體，我們所有的被測(cè)目標(biāo)都被看做是灰體，灰體的輻射率是小于1的

2.大氣對(duì)紅外輻射會(huì)有衰減作用，同時(shí)大氣本身的溫度也會(huì)帶來紅外輻射

3.紅外鏡頭的衰減作用，同時(shí)鏡頭本身的溫度也會(huì)帶來紅外輻射

4.紅外探測(cè)器本身也具有紅外輻射

這四點(diǎn)問題以及如何弱化他們的影響，我們會(huì)在后面的4個(gè)章節(jié)為大家正對(duì)性講解，并向大家介紹Telops的紅外科學(xué)家為提高準(zhǔn)確測(cè)溫所做的努力。

通過這些基本的紅外測(cè)溫原理的介紹，我們相信您能夠?qū)t外熱像儀如何工作有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。

下一節(jié)我們?yōu)榇蠹抑v解被測(cè)物發(fā)射率對(duì)紅外熱像儀測(cè)溫精度的影響