發(fā)射率是影響紅外熱像儀檢測(cè)精度的重要參數(shù)之一，因各目標(biāo)不盡相同，故發(fā)射率會(huì)有很大差別；若不能準(zhǔn)確設(shè)置發(fā)射率或找到正確的途徑判斷溫度，則會(huì)造成嚴(yán)重的測(cè)量誤差，本章講述的是如何修正發(fā)射率，滿足客戶精確測(cè)量的需求。
什么是發(fā)射率？
發(fā)射率是指物體表面輻射出的能量與相同溫度的黑體輻射能量的比率。（黑體是一種理想化的輻射體，可輻射出所有的能量，其表面的發(fā)射率為1.00）各種物質(zhì)的發(fā)射率是由物體的本身材質(zhì)所決定，相同的溫度下，物質(zhì)不同，向外輻射的能量也會(huì)不同。
影響發(fā)射率的因素有哪些？
我們將檢測(cè)的目標(biāo)分為非金屬和金屬材料兩大部分，大多數(shù)非金屬材料（如塑料、油漆、皮革、紙張等）發(fā)射率可設(shè)置為0.95，相同材質(zhì)、不同顏色的目標(biāo)其發(fā) 射率非常接近，誤差通常不超過(guò)測(cè)量精度范圍；部分表面光亮的非金屬材料發(fā)射率較低（如瓷磚、玻璃等），這些材料需要參考后頁(yè)內(nèi)容進(jìn)行發(fā)射率確認(rèn)。金屬材料的發(fā)射率會(huì)受到下列因素的影響：
1、材料不同材料的發(fā)射率不同，如銅的發(fā)射率一般來(lái)說(shuō)比鋁高。
2、表面光潔度通常表面粗糙的材料發(fā)射率比光潔表面高。
表面幾何形狀中空，有角度的及孔洞的，表面多重反射等具有較高發(fā)射率，表面有凹陷、夾角或不平整規(guī)則的部位比平整的部位發(fā)射率高，如通常我們?cè)跈z測(cè)模具加熱時(shí)會(huì)，發(fā)現(xiàn)溫度有偏高的部位，但實(shí)際上該模具溫度是均勻的，偏高的位置往往是表面不規(guī)則的部分。
一般而言，潔凈、未氧化、裸露的金屬表面發(fā)射率較低，有的甚至難以使用紅外熱像儀測(cè)量。在許多工業(yè)研發(fā)應(yīng)用中，發(fā)射率低的物體普遍存在，而在電氣應(yīng)用中尤為突出。為了獲得理想的測(cè)量結(jié)果，需要提高這些目標(biāo)的發(fā)射率。
熱像儀記錄了電磁光譜中紅外波段的輻射強(qiáng)度，然后將其轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光圖像。源自某一物體的紅外能量通過(guò)熱像儀的光學(xué)鏡頭聚焦，傳遞至紅外探測(cè)器上，探測(cè)器將信息發(fā)送至傳感器電子元件，進(jìn)行圖像處理。電子元件將來(lái)自探測(cè)器的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可在取景器、標(biāo)準(zhǔn)視頻顯示器或LCD顯示屏上查看的圖像。紅外成像是一種將紅外圖像轉(zhuǎn)化為輻射圖像，可在圖像上讀取溫度值的技術(shù)。因此，紅外圖像的每個(gè)像素點(diǎn)實(shí)際上對(duì)應(yīng)一個(gè)溫度值。
為了正確解讀熱圖像，需要了解不同材料與環(huán)境如何影響紅外熱像儀的溫度讀數(shù)。發(fā)射率是指：與完全發(fā)射體相比，目標(biāo)物體發(fā)射紅外輻射的效率(完全發(fā)射體又稱為黑體，其發(fā)射率值為1)。實(shí)際上，我們的測(cè)量目標(biāo)并非完全發(fā)射體，其發(fā)射率值往往小于1。目標(biāo)的測(cè)溫值源于發(fā)射、傳輸與反射輻射量的總和。
實(shí)際上，我們的測(cè)量目標(biāo)并非完全發(fā)射體，其發(fā)射率值往往小于1。目標(biāo)的測(cè)溫值源于發(fā)射、傳輸與反射輻射量的總和。
目標(biāo)物體的發(fā)射率、反射率和熱傳導(dǎo)值受材料的影響較大。大多數(shù)非金屬材料的發(fā)射率值接近0.9，表示所測(cè)90%的輻射由目標(biāo)發(fā)出。大多數(shù)拋光金屬的發(fā)射率值約為0.05至0.1。根據(jù)氧化或腐蝕的不同程度，生銹、被氧化或被腐蝕金屬的發(fā)射率值范圍為：0.3至0.9。如果不能提高目標(biāo)物體的發(fā)射率值，那么，發(fā)射率低于0.7的材料將會(huì)很難測(cè)量，低于0.2的材料幾乎無(wú)法測(cè)量。幸運(yùn)的是，可使用十分經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方法來(lái)補(bǔ)償目標(biāo)的低發(fā)射率。以下介紹3種簡(jiǎn)單辦法可以降低目標(biāo)的反射率，從而改善測(cè)量精度。
增加發(fā)射率確定方法：電工膠帶
大多數(shù)優(yōu)質(zhì)電工膠帶的發(fā)射率為0.95。須注意的是膠帶是不透明的，尤其是使用中波長(zhǎng)(3-5μm)相機(jī)時(shí)。某些乙烯基膠帶質(zhì)地非常薄，具有一定的紅外透射比，因此無(wú)法用作高發(fā)射率涂層。某某品牌88黑色乙烯基電工膠帶在短波(3-5μm)和長(zhǎng)波(8-12μm)區(qū)段，發(fā)射率均為0.96，在此推薦使用。
帶光亮金屬蓋的大型專用集成電路（ASIC）的溫度：無(wú)涂層情況下，溫度讀數(shù)接近室溫。粘貼一層高發(fā)射率聚酰亞胺膠帶后，溫度讀數(shù)接近其真實(shí)溫度 43.9℃。
例如下圖，電工絕緣膠帶貼在不銹鋼杯的表面，將紅外熱像儀的發(fā)射率設(shè)為膠帶的發(fā)射率（0.93），同時(shí)使用接觸式熱電偶測(cè)量溫度，可看到絕緣膠帶處溫度與接觸式測(cè)溫一致，而不銹鋼杯表面與膠帶的發(fā)射率不同，故溫度顯示有較大差別。
本例展示了貼有膠帶的兩個(gè)罐子。左邊的罐子裝滿熱水，右邊的罐子僅處于常溫之下。對(duì)前者而言，從膠帶讀出的溫度為72.8?C，從罐子讀出的溫度為23.5?C。由于罐子的發(fā)射率較低，后者的讀數(shù)基本上為環(huán)境讀數(shù)。這是一個(gè)十分經(jīng)典的案例，說(shuō)明了高發(fā)射率應(yīng)用于低發(fā)射率目標(biāo)的必要性。
增加發(fā)射率確定方法：涂料 & 涂層
大多數(shù)涂料的發(fā)射率范圍為0.9-0.95。金屬漆發(fā)射率較低，不推薦使用。涂料的顏色并非影響紅外發(fā)射率的重要因素。涂料的光澤度比顏色更重要。平光涂料比光澤涂料更受歡迎。為了增加不透明度，涂層必須足夠厚。施加兩道涂層通?？梢詽M足需求。
膠帶適用于小面積區(qū)域。涂料適用于大面積區(qū)域，但是涂料是永久性涂層。對(duì)于大面積需要被去除的涂層，或者膠帶不適用之處，懸浮液粉末或噴涂效果會(huì)更優(yōu)。染色滲透劑與噴用足光粉便是2個(gè)很好的例子。如果粉末噴涂得足夠厚，且不透明，這兩種粉末的發(fā)射率范圍均在0.9至0.95之間。
增加發(fā)射率確定方法：修正液
使用修正液是增加表面發(fā)射率的有效途徑。這種方法可應(yīng)用于最小的電氣元件中，性能優(yōu)于無(wú)法在小面積表面粘貼的膠帶。修正液可使用刷子與酒精清洗掉。對(duì)于低波長(zhǎng)熱像儀，修正液的發(fā)射率約為0.95-0.96。
