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紅外軸溫探測系統熱靶标定時間

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發射率是影響紅外溫度檢測精度的重要參數之一，因各目标表面性質不盡相同，故發射率會有很大差别；若不能準确設置發射率，則會造成測量誤差，本章講述的是如何修正 發射率，滿足客戶精确測量的需求。

1 什麼是發射率

發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，其表面的發射率為 1.00）各種物質的發射率是由物體的本身材質所決定，相同的溫度下，物質不同，向外輻射的能量也會不同。

例如，電工絕緣膠帶貼在不鏽鋼杯的表面，将紅外熱像儀的發射率設為膠帶的發射率（0.93），同時使用接觸式熱電偶測量溫度，可以看到絕緣膠帶處溫度與接觸式測溫一 緻，而不鏽鋼杯表面與膠帶的發射率不同，故溫度顯示有較大差别。

2 影響發射率的因素有哪些

我們将檢測的目标材料先簡單地分為非金屬和金屬兩大部分，大多數非金屬材料（如塑料、油漆、皮革、紙張等）發射率可設置為 0.95，相同材質、不同顔色的材料其發射率非常接近，誤差通常不超過測量精度範圍；部分表面光亮的非金屬材料發射率較低（如瓷磚、 玻璃等），這些材料需要參考“材料發射率表”内容進行發射率确認。

目标材料的發射率會受到下列因素的影響：

 材質：不同材料的發射率不同，如銅的發射率一般來說比鋁高。



表面光潔度：針對相同的材質，粗糙的表面比光潔表面發射率更高。

表面形狀：不規則表面比平整的表面發射率更高。如通常我們在檢測模具加熱時會發現溫度有偏高的部位，但實際上該模具溫度是均勻的，偏高的位置往往是表面不規則的部位。

 吸收、反射、透射當熱輻射投射到物體表面上時，一般會發生三種現象，即吸收、反射、透射。設外界投射到物體表面上的總能量為 Q，一部分 Qα 被物體吸收，一部分 Qρ被物體反射，一部分 Qτ透過物體。按照能量守恒定律有： Q= Qα Qρ Qτ, 或 Qα/Q Qρ/Q Qτ/Q=1各個能量的比分别稱為該物體對投入輻射的吸收比 α、反射比 ρ、透射比τ,也即 α ρ τ=1。物理理論中，吸收比 α=1 的物體為熱輻射的完全發射體，稱為絕對黑體（簡稱黑體），通常也把 α 小于 1 的物體稱為灰體；把反射比 ρ=1的物體稱為鏡體或白體；把透射比τ=1 的物體稱為透明體。在自然界中，完全的黑體、白體、透明體都是不存在的，所有的物體都是灰體。

3 發射率确定方法3.1 查表法參見“材料發射率表”。

3.2 絕緣膠帶法

将一塊絕緣膠帶（已知發射率）貼于被測物體表面，通過調整紅外熱像儀發射率，使被測材料表面的溫度與貼有絕緣膠帶表面溫度相同或接近，此時的發射率即為被測材料物體正确的發射率。操作方法貼絕緣膠布（建議使用 3M 電氣絕緣膠帶，牌号 1712，黑色），發射率：0.93 适用場合此種方法适用于被測目标相對比較大，溫度較低（小于 80℃），要求測試後不改變原目标表面狀況的場合，例如各種散熱模塊，光潔芯片（較大）表面，金屬表面等。注意事項 應盡量使膠帶與被測目标的表面接觸緊密，沒有氣泡或褶皺等現象，需要預留 5分鐘以上時間，使被測目标表面與膠帶充分達到熱平衡狀态。

3.3 噴漆法将漆（已知發射率）均勻的噴塗在被測物體表面，然後通過調整紅外熱像儀發射 率，直到沒有噴漆的表面溫度與噴漆表面溫度相同或接近，此時的發射率即為目标物體正确的發射率。操作方法 噴塗的丙烯酸樹脂（建議使用保賜利自動噴漆，黑色），發 射率：0.97。适用場合此種方法可以适用于溫度較高目标，也可以适用目标尺寸較小的，但可以接受被測物體表面狀況被改變的場合，例如設備維護場合下的管道、閥門 等靜設備；制造業中，較小的芯片表面、管腳、不規則的散熱片、電容器頂端、LED 芯片（表面鍍銀）。注意事項應盡量使噴漆面均勻，而且薄（但要覆蓋住被測目标表 面），同時要給客戶說明，噴塗後的目标可能無法擦拭幹淨；建議使用者噴塗 3 分鐘 後，再進行測試。

3.4 塗抹法用水性白闆筆（已知發射率）均勻的塗抹在被測物體表面，然後通過調整紅外熱像儀發射率，直到沒有塗抹的表面溫度與塗抹表面溫度相同或接近，此時的發射率即為目标物體正确的發射率。操作方法 塗抹水性白闆筆（建議使用晨光水性白闆筆，牌号 MG-2160 ，黑色），發射率：0.95。适用場合此方法可以适用于不允許改變物體表面狀态（塗抹後可擦去），同時形狀不适合進行膠帶粘貼的目标，塗抹法可針對較小的目标進行，但目标表面溫度不宜超過 100℃。注意事項白闆筆不能是油性筆，否則幹後很難擦去。應盡量使塗抹面均勻，建議使用者塗抹 3 分鐘後，待目标表面熱平衡後再進行測試。

3.5 接觸溫度計法用接觸式溫度計，如熱電偶、熱電阻等直接測量物體表面溫度，然後通過調整紅外熱像儀發射率，直到熱像儀所測得的表面溫度與接觸式溫度計測得的表面溫度相同，此時的發射率即為目标物體正确的發射率。操作中應使熱電偶與被測目标表面接觸良好，測試的數據必須是溫度穩定後的數據。

李躍華收集整理于2020年2月5日

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