红外热成像的发射率和反射温度测量

红外热成像通常采用两种不同的方法：被动和主动。在被动红外热成像中，无需任何外部热刺激即可测量来自目标物体的辐射，该信息可用于温度测量。另一方面，在主动红外热成像中，样本会受到外部热刺激。热量的传播取决于材料的热特性，但也取决于表面异常，这会导致目标表面的温度差异。在这种情况下，测得的辐射来自目标对外部激发的热响应。

使用红外热成像进行温度测量的最重要的校准参数是发射率。此参数指示在相同温度下，目标对象发出的辐射与黑体发出的辐射相比有多少。因此，与在相同温度下具有高发射率的材料相比，低发射率的材料发出的红外辐射要少。在低辐射率材料中，精确的辐射率测量尤为重要。在具有高发射率的物体中，所选发射率值的细微变化只会导致最终表面温度发生微小变化。但是，在低辐射率的物体（例如抛光钢或铝）中，温度测量特别复杂。因为辐射率的小变化会导致所得温度的大变化。有一个通用的发射率测量程序，必须加热目标物体，直到其达到实际工作条件下所能达到的温度为止。可以使用热电偶来获得参考温度，尽管对于低温而言，更常见的是在温度测量中使用相同的红外设备，将一块已知发射率的胶带粘在样品上。前一种方法称为接触法，后一种方法称为参考发射率材料法。一旦知道了加热件的实际温度，就可以使用红外设备再次测量样品，但是这次是在物体表面而不是在电气胶带上。然后更改发射率的配置，直到测量到实际温度为止。最终配置的发射率是对象的发射率。图中显示了使用此方法在测量过程中获取的红外图像。可以看出，胶带具有很高的发射率，这导致更高的表观温度。

图为红外热成像

反射温度也是一个重要的参数，尤其是在目标对象的反射率较高时（低发射率的材料）。有两种常见的测量反射温度的方法：反射器方法和直接方法。反射器方法更为常见，因为它更易于应用并提供更好的结果。反射器方法使用校准的反射标准物，例如金金属涂层（具有2％至20 µm的95％恒定反射率）。常用的替代方法是将一块铝箔弄皱并重新压平。将反射器放置在红外热像仪的视场中，并假设发射率为1且距离为零，则测量反射器的温度。最后，通过使用反射器的温度作为反射温度来重复测量，所得的温度值是最终反射温度。