影响红外热像仪测温的主要因素

红外热像仪中的探测器接收到的不是物体的真实温度，而是辐射温度。辐射温度虽然经过了大气传输因子等的修正，但它与物体表面的真实温度之间仍存在一定的差异。只有知道物体的另一参数—材料发射率，才能求出物体的真实温度。实际测温过程中的影响因素包括发射率、光路上的散射与吸收、背景噪声、红外热像仪的稳定性等因素。随测量条件不同这些因素的影响程度也不同，必须进行准确地校准以保证测量的可靠性。

发射率

发射率是影响红外热像仪测温精度的最大不确定因素。要想得到物体的真实温度，必须精确的设定物体的发射率值。而发射率又受到材料性质、表面状态和温度等因素的影响。

材料性质不仅包括材料的化学组分和化学性质的差异，还包括材料的内部结构(如表面层结构和结晶状态等)和物理性质的差异。材料的性质不同，材料的发射性能、辐射的吸收或透射性能都不同。绝大多数非金属材料红外光谱区的发射率都比较高，而绝大多数纯金属表面的发射率都很低。当温度低于300K时，金属氧化物的发射率一般都会超过0.8。

表面状态的影响为任何实际物体都有不同的表面粗糙度，总会表现为凹凸不平的不规则形貌，没有绝对光滑的物体表面。不同的表面形态首先影响到反射率，从而影响到发射率。材料的种类和粗糙的程度直接影响到发射率。

温度和发射率的关系很难用统一的分析表达式做定量的概括，因为不同材料在不同波长和温度范围内发射率的变化也不一样，虽然很多情况下认为发射率随温度变化，但发射率到底随温度怎样变化却没有指明。一般实验表明，绝大多数纯金属材料的发射率近似随开氏温度成比例增大，但比例系数却与金属电阻率有关；绝大多数非金属材料的发射率随温度的升高而减小。

背景噪声的影响

利用红外热像仪进行辐射温度测量时，由于信号非常小，往往被背景噪声淹没。所以常温以下的温度测量必须考虑背景噪声的影响，因其受背景噪声的影响非常大。室内测量时，周围高温物体等的反射光也会影响待测物体温度的测量结果；室外主要的背景噪声是阳光的直接辐射、折射和空间散射。因此在测温时必须考虑各种影响因素，采取的基本对策如下：

(1)在待测物体附近设置屏蔽物，以减少外界环境的干扰。

(2)准确对准焦距，防止非待测物体的辐射能进入测试角。

(3)室外测量时，选择晚上或有云天气以排除日光的影响。

(4)通过制作小孔或采用高发射率的涂料等方法使发射率提高，使之接近于1。

光路上的吸收的影响

空气中的水、二氧化碳、臭氧、一氧化碳等均吸收红外线。根据仪器自身的适应性和实际的工作环境，主要考虑水蒸汽对测温精度的影响。在风力较大的情况下，会使被测物体温度下降。由于受到风速冷却对流的影响，也会影响到测温的精度，瑞典国家电力局定义了风力影响的修正公式。

热像仪的稳定性的影响

实际测温时，红外热像仪与其它仪器不同，在很大程度上受环境温度的影响较大。当待测温度低于常温时，由于红外透镜自身存在一些不可避免的影响因素，使得环境温度变化的影响甚至大于信号变化的影响。尽管仪器设计中采取了某种补偿措施，但当环境温度高于规定值时，使用仪器时必须冷却仪器，使之维持恒定的温度。

对热像仪本身所发出辐射的补偿

一个设计完好的热像仪对于来自热像仪本身及其光学元器件的辐射能够自动补偿，但是，很少有热像仪能够恰当地补偿。因此，被测目标的温度依赖于热像仪的温度。由于非100%反射或透射，因此对于热像仪本身的辐射主要由光学元件(如平面镜、透镜)对辐射的衰减产生。