非平表面的红外热像测温修正方法研究

李志伟 谢海军 石焕江 张骑虎 倪慧叶

摘要：红外热成像测温受到的影响因素很多，比如目标辐射温度、大气辐射温度、环境反射温度等外界因素影响，同时也会受到镜头温度、探测器阵列温度、机芯内部结构温度、系统电路温度等内部因素影响.在红外热成像仪设计过程中应将这些因素产生的影响进行修正和补偿，以保证测温精确性及稳定性.在温度测量的过程中，距离及角度对测温结果的影响也是人们研究的热点，但是人们没有对点源目标及面源目标分别加以分析，因此，对于距离是否影响测温结果仍存在分歧.本文通过对理论的分析和公式推导，对待测目标与红外热成像仪之间的距离及角度对测温结果的影响进行阐述，并进一步对人体测温进行研究，得到更准确的测温方法，经过实验验证，达到了很好的效果.

关键词：红外无损检测;红外热像仪;测温误差;温度修正;非平表面

引言

在工业生产中，及时掌握设备的工作状态是十分必要的。好多情况下，物体表面温度可以间接地反映设备的工作状态，因此开展依据物体表面温度对工业设备运行状态进行检测和监测的理论与方法研究具有重要的意义。

1热成像测温技术简介

任何物体只要高于绝对零度（-273.15℃）时，都会不断地以电磁波的形式向外发出辐射电磁波，辐射的能量中包含各种波长的电磁波，其中波长在0.76～1000μm范围内为红外线，热作用强，又称为红外热辐射。红外热成像测温技术正是利用被测物体的红外辐射能量和自身温度的关系来达到测温的目的，其理论基础是普朗克辐射定律，该定律揭示了黑体的辐射能量和波长以及热力学温度的关系。……