物體表面發射率是影響紅外熱像儀參數準確測量的一個重要因素。然而,自然界不同物體的發射率相差很大,不同材料,相同材料不同結構的物體發射率都存在差異,為了能夠實現較高精度的測溫。紅外熱像儀參數中的材料發射率是與材質、表面狀態、溫度有著密切關系的一個量值,這三種因素對發射率的的具體影響為3個。
圖為紅外熱成像
(1)材質對紅外熱像儀發射率的影響
物體吸收或投射性能會根據所用材料的不同而不同,進而導致表面發射率也不相同,從而影響紅外熱像儀參數。材質的不同包括化學組成的不同、物理性質的不同以及內部結構的不同。試驗發現,大多非金屬材料的表面發射率較高,而大多數金屬材料的表面發射率比較低。
(2)表面粗糙度對紅外熱像儀發射率的影響
自然界中不存在絕對光滑的物體,任何物體的表面都存在不同程度的表面粗糙度。表面粗糙度會對反射率和發射率數值造成一定的影響,影響的大小與材料的種類以及粗糙程度的大小有關,非金屬材料表面發射率受表面粗糙度的影響較小甚至無關,但金屬材料的表面發射率受表面粗糙度的影響較大。
(3)溫度對紅外熱像儀發射率的影響
紅外熱像儀發射率是隨溫度變化的,但是發射率隨溫度的變化并沒有一個十分明確的關系。一般來說,溫度對非金屬材料和金屬材料發射率的影響不同,金屬材料的發射率會隨溫度升高而增大,而非金屬材料的發射率反而隨溫度升高而減小。另外,當觀察方向與目標的法向方向有著較大夾角時,紅外熱像儀的發射率系數也存在較大變化。
由此可見,物體的發射率受制因素太多。對于測量精度要求比較高的目標,可以采用涂敷層增加目標的發射率。碳黑是一種發射率比較高的材料,其非金屬特征可以減少表面形態、溫度、觀察角度的影響。在這種情況下,對涂敷的碳黑材料可以比較準確的測量其發射率。