利用红外测温仪测量物体的发射率

一、物体发射率的定义

发射率指物体辐射能力与相同温度下黑体的辐射能力之比称为该物体的发射率或黑度，也称为比辐射率。这是针对所有波长而言的，因此应称为全发射率，通常就简称为发射率。英语上的emissivity指单一物质的物理特性，跟辐射传热公式中的epsilon互通，emittance指某一样本的发射率。实际物体的发射率物体的表面材料特性和物体的表面状态（包括物体表面温度、表面粗糙度以及表面氧化层、表面杂质或涂层的存在）有关。

金属的发射率随表面温度的上升而增大，而非金属的发射率一般是随表面温度的上升而减小。金属的发射率比非金属的小得多。

二、红外线测温仪发射率的测试方法

国际认可的发射率的测试方法要主是美国的ASTM C1371标准，技术要求跟据ASTM C1371程序使用发射率测试仪器得出发射率。《使用便携式辐射率仪测定接近室温的材料的发射率的标准试验方法》的介绍即翻译了美国的ASTM C1371标准。

有个很简单的办法：就是与标准的接触式测温仪进行比对。计算公式为：发射率=实测值/标准值，式中的实测值就是红外线测温仪或是红外热像仪测得的温度，而标准值为接触式测温仪测得的温度，由于任何物体都不可能完全没有反射（黑体），所以往往这个修正系数都会小于1。

测试方法遵循以下规律：

$\frac{\rho _{1}}{\rho _{2}}=\frac{T_{1}}{T_{2}}$

方法1：用接触式测温仪测量的标准值温度，此时公式标准温度对应的发射率为1，用测温仪测得温度即可求出物体发射率；

方法2：已知物体1的发射率，用测温仪测得物体1对应的温度，用测温仪测得的物体2的温度，即可求出物体2的发射率。

方法1和方法2的详细测试方法如下。

测试所需仪器及物品：红外测温仪和接触式测温仪

测试步骤：

1.被测物体处于恒定温度状态；

2.将红外线测温仪的发射率调整为1，测出当前点的实测值温度；

3.用标准的接触式测温仪测出当前点的标准值温度；

4.将两组数据带入公式：发射率=实测值/标准值进行计算得出发射率。

测试所需仪器及物品：红外测温仪和发射率已知的涂层

适用范围：温度不太高的物体

测试步骤：

1.在被测物体表面张贴一块发射率已知的纸片或其它薄片或者在被测物体表面涂抹发射率已知的油漆物质，发射率为 $\rho_{daub}$ ；

2.在温度达到平衡状态时，用测温仪分别测量未覆盖温度 $T_{test}$ 和覆盖部分的温度 $T_{daub}$ 。

3.利用公式 $\rho_{test}=\rho _{daub}*\frac{T_{test}}{T_{daub}}$ 求出被测物体的辐射率。

对于高温物体，除用第二种方法外，还可以在被测物表面钻一空腔。空腔的深度与口径比应为6:1，可以认为空腔的辐射率近似于黑体。

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