第249篇：物体辐射率对于测温（非接触式）的影响
2020-05-22 12:00阅读：
辐射率是一个物体相对于黑体辐射能力大小的物理量，它除了与物体的材料形状、表面粗糙度、凹凸度等有关，还与测试的方向有关。
若物体为光洁表面时，其方向性更为敏感。不同物质的辐射率是不同的，红外测温仪从物体上接收到辐射能量大小正比于它的辐射率。根据基尔霍夫定理：物体表面的半球单色发射率(ε)等于它的半球单色吸收率(α)，ε=α。在热平衡条件下，物体辐射功率等于它的吸收功率，即吸收率(α)、反射率(ρ)、透射率(γ)总和为1，即α+ρ+γ=1；
对于不透明的(或具有一定厚度)的物体透射率可将γ近似视为0，那么只有辐射和反射(α+ρ=1)。当物体的辐射率越高，反射率就越小，背景和反射的影响就会越小，测试的准确性也就越高；反之，背景温度越高或反射率越高，对测试的影响就越大。如镜面表面，其反射率高，热成像仪接收到的能量可能不是其自身辐射的能量，而是反射的其它物体发出的辐射能，这就会造成测试结果失真。在实际的检测过程中，必须尽可能将测温仪中设定的辐射率与被测表面的实际辐射率设置为相同，以减小所测温度的误差。当被测表面为镜面时（反射率较大），可以使用一些涂料将其涂黑，降低反射
率；
发射率的影响因素如下：
1.材料：不同材料的发射率不同，如铜的发射率一般来说比铝高；
2.表面光洁度：通常表面粗糙的材料发射率比光洁表面高；
3.表面颜色：以黑色为代表的深色系表面发射率比浅色系高；
4.表面形状：表面有凹陷、夹角或不平整规则的部位比平整的部位发射率高；
如通常我们在检测模具加热时会发现温度有偏高的部位，但实际上该模具温度是均匀的，偏高的位置往往是表面不规则的部分；
大多数非金属材料（如塑料、油漆、皮革、纸张等）发射率可设置为
0.95，相同材质、不同颜色的目标其发射率非常接近，误差通常不超过测量精度范围；部分表面光亮的非金属材料发射率较低（如瓷砖、玻璃等）；
当不知道测试表面的发射率时，通常采用如下方法来处理：
1.绝缘胶带法：将绝缘胶带（已知发射率）贴于被测物体表面，通过调整红外热像仪发射率，使被测材料表面的温度与贴有绝缘胶带表面温度相同或接近，此时的发射率即为被测材料物体正确的发射率。
绝缘胶布推荐使用 3M 电气绝缘胶带，牌号 1712，黑色，发射率：0.93；
此方法适用于被测目标相对比较大，温度较低（小于
80℃），要求测试后不改变原目标表面状况的场合，例如各种散热模块，光洁芯片（较大）表面，金属表面等；
注意事项：应尽量使胶带与被测目标的表面接触紧密，没有气泡或褶皱等现象，需要预留
5分钟以上时间，使被测目标表面与胶带充分达到热平衡状态；
2.喷漆法：将漆（已知发射率）均匀的喷涂在被测物体表面，然后通过调整红外热像仪发射率，直到没有喷漆的表面温度与喷漆表面温度相同或接近，此时的发射率即为目标物体正确的发射率。
推荐使用保赐利自喷漆，黑色，发射率： 0.97；
此方法适用于温度较高目标，也可以适用目标尺寸较小的，但可以接受被测物体表面状况被改变的场合，例如设备维护场合下的管道、阀门等静设备
；制造业中，较小的芯片表面、管脚、不规则的散热片、电容器顶端、LED 芯片（表面镀银）；
注意事项 ：应尽量使喷漆面均匀，而且薄（但要覆盖住被测目标表面），同时要给客户说明，喷涂后的目标可能无法擦拭干净；建议使用者喷涂 3
分钟后，再进行测试；
3.涂抹法：用水性白板笔（已知发射率）均匀的涂抹在被测物体表面，然后通过调整红外热像仪发射率，直到没有涂抹的表面温度与涂抹表面温度相同或接近，此时的发射率即为目标物体正确的发射率；
涂抹水性白板笔推荐使用晨光水性白板笔，牌号 MG - 2160 ，黑色，发射率：0.95；
此方法适用于不允许改变物体表面状态（涂抹后可擦去），同时
形状不适合进行胶带粘贴的目标，涂抹法可针对较小的目标进行，但目标表面温度不宜超过 100℃；
注意事项：白板笔不能是油性笔，干后很难擦去；应尽量使涂抹面均匀，建议使用者涂抹 3 分钟后，待目标表面热平衡后再进行测试；
4.接触温度计法：如热电偶、热电阻等直接测量物体表面温度，然后通过调整红外热像仪发射率，直到热像仪所测得的表面温度与接触式接触式温度计测得的表面温度相同或接近，此时的发射率即为目标物体正确的发射率；
使用接触式测温仪器测量方便，但需注意现场是否允许进行表面接触测温（特别是带电、运动等现场）；
注意事项 ：应使热电偶与被测目标表面接触良好，并要求测试的数据必须是温度稳定后的数据；
