发射率是指物体表面辐射出的能量与相同温度的黑体辐射能量的比率。(黑体是一种理想化的辐射体,它吸收所有波长的辐射能量,没有能量的反 射和透过,其表面的发射率为1。)
各种物质的发射率是由物体的本身材质所决定,相同的温度下,物质不同,向外辐射的能量也会不同。例如下图,我们可以看到,3个点同时是茶杯 的表面,但由于表面的物质不同,辐射出的能量,用热像仪看到的温度指示有很大的差异。
红外热成像测温仪最大的优势在于无需工作人员近距离检查通关人员,远距离测温既尊重了彼此隐私,也减少了近距离接触和人员聚集引起的交叉感染的风险;综合智能测温平台系统实现了无人化操作,增加安全,可实时储存也可及时智能报警,且可以满足事后查证的需要。
发射率越小,测量示数温度越高;
发射率越大,测量示数温度越低。
通常,不同物体材料和表面处理的辐射率范围约从0.1 到0.95 不等。高度抛光(镜面)表面的辐射率低于0.1,而氧化或涂层表面的辐射率要高得多。油类涂料,无论是可见光谱内的何种颜色,其发射的红外线均具有高于0.9 的辐射率。人体皮肤的辐射率在0.97到0.98 之间。
发射率ε 代表物体向外发射红外辐射的能力。每种物体的发射率都是一个小于1 的常数。非金属和金属材料的发射率有很大差异:大多数非金属材料(如塑料、油漆、皮革、纸张等)发射率较高,相同材质、不同颜色的目标的发射率非常接近,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)。金属材料的发射率一般都小于0.5,并受到下列因素的影响:材料、表面光洁度、表面颜色。实际检测中,设置合适的发射率,可以使热像仪将采集的被测物体红外辐射换算成准确的表面温度,减少或避免误差。
红外发射率是描述物体在红外波段发射红外辐射能力的物理量。在相同温度和波长条件下,物体的红外辐射功率与同温度下黑体的红外辐射功率之比,称为该物体的红外发射率,也叫比辐射率,通常用希腊字母 ε 表示。黑体是一种理想化的物体,它能够在任何温度下完全吸收和发射所有波长的电磁辐射,其红外发射率为 1。而实际物体的红外发射率介于 0 和 1 之间。
物体的红外发射率与自身的材料特性、表面状态等有关:
材料特性:不同的材料具有不同的红外发射率。一般来说,金属材料的红外发射率相对较低,例如纯铝在常温下的红外发射率约为 0.04 - 0.06,而大多数非金属材料的红外发射率较高,像陶瓷的红外发射率通常在 0.8 - 0.95 之间。
表面状态:物体表面的粗糙度、平整度、氧化程度等会影响红外发射率。表面越粗糙,发射率越高;表面氧化后,发射率也往往会增大。例如,经过喷砂处理的金属表面,其红外发射率会比光滑的金属表面高。
温度:温度对红外发射率有一定影响。一般情况下,随着温度的升高,物体的红外发射率会有所变化,但这种变化并非简单的线性关系。对于某些材料,温度升高时发射率可能会增加,而对于另一些材料,发射率可能会降低或在一定温度范围内保持相对稳定。
波长:红外发射率通常与波长有关,不同波长下物体的红外发射率可能不同。例如,人体在 8 - 14μm 波长范围内的红外发射率较高,接近 0.98,而在其他波长范围发射率可能会有所变化。
在热成像检测中,我们需要考虑物体的红外发射率,以准确测量物体的温度和热分布。如果不考虑发射率的影响,可能会导致测量结果出现较大误差。
物体的温度与发射出的红外能的关系,可以用一句话描述清楚:高温物体发射出较多的红外能,而低温物体发射出较少的红外能。理论上,通过简单地测定被测目标发射出的红外能,就可以知道它的温度。然而实际上并不是那么简单的。因为目标物体发射出的红外能并不是仅由温度这一个因素来决定的。还有另一个变量必须考虑,这个变量我们称之为发射率(或发射的趋势)。一个物体的发射率受到材料本身、表面状态、反射率和不透明度的影响。发射率常常会使测温变得复杂。因此,理解发射率的概念及其特性,对于正确使用红外测温仪是至关重要的。