发射率的修正在红外校准工作中的应用

　　1 引言

　　近 20 年来，随着科技水平的迅速发展，红外测温技术在生产过程中，在产品质量控制和监测，设备在线故障诊断和安全保护以及节约能源等方面发挥着越来越大的作用。同时，红外温度计的性能不断完善，功能不断增强，品种不断增多，适用范围也不断扩大，市场占有率逐年增长。比起接触式测温方法，非接触式红外测温有着响应时间快、非接触、使用安全及使用寿命长等优点。

　　2 红外测温技术的基本原理

　　一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布 ———与它的表面温度有着十分密切的关系。因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度，这就是红外辐射测温所依据的客观基础。物体发射率对测温的影响：自然界中存在的实际物体，几乎都不是黑体。所有实际物体的辐射量除依赖于辐射波长及物体的温度之外，还与构成物体的材料种类、制备方法、热过程以及表面状态和环境条件等因素有关。因此，为使黑体辐射定律适用于所有实际物体，必须引入一个与材料性质及表面状态有关的比例系数，即发射率。该系数表示实际物体的热辐射与黑体辐射的接近程度，其值在零和小于 1 的数值之间。根据辐射定律，只要知道了材料的发射率，就知道了任何物体的红外辐射特性。

　　任何实际物体都有其自身的红外辐射特性，物体的发射率与其材料种类、表面特性、温度、波长等因素有关，因此在实际应用红外测温仪进行温度测量时，应根据被测物体的发射率来调整红外温度计的设置或进行温度的修正，以便得到更为精确的测量数据。

　　一般来说，物体的辐射特性主要由物体的发射率来决定的，多数利用红外温度计进行测温的物体其发射率都在0.80~1.00 之间，且大多数物体的发射率接近于 0.95，而这种测温对温度的准确度要求都不太高，故实际应用中直接利用发射率为 0.95 的红外温度计进行近似测量，因此部分生产厂商设计制造的红外温度计发射率固定为 0.95。

　　同时，为了能应用于不同的环境及不同的被测对象，提高测量准确度，生产厂商又设计了一种具有发射率可调的功能的红外温度计，以便在实际应用中可根据被测对象发射率的　　不同进行调整。

　　3 发射率的偏差对校准工作的影响

　　红外温度计应用的日益广泛，对红外温度计的校准检定工作也提出了更多的要求。

　　根据工作用辐射温度计检定规程，进行红外温度计的校准检定时使用的标准器为标准黑体辐射源，正常情况下，标准黑体源的有效发射率都优于 0.995，规程中规定对辐射温度计　　检定时应将辐射温度计的发射率设置为 1.0。但是，在实际校准工作中，由于使用时间过久或其它因素的影响，标准黑体源的有效发射率可能会出现下降而无法达到 0.995 以上;同时，部分红外温度计的工作波段为8~14μm，其发射率不可调节，通常固定为 0.95 或其它值，这样就无法满足规程中规定的辐射温度计发射率为 1.0 的要求。