輻射率

輻射率（也稱發(fā)射率）是依據(jù)物體本身的溫度輻射出能量的能力，描述被測物體輻射能力的參數(shù)。也指物體自身輻射的能量與同一溫度下絕對黑體所輻射的能量比，用守號ε表示。輻射率僅僅與物體表面的性質(zhì)（成分、結(jié)構(gòu)）有關(guān)。在定給溫度條件下，任何物體的輻射率在數(shù)值上等于此物體的吸收率。ε=1-ρ。輻射率有時(shí)稱為輻射系數(shù)。當(dāng)輻射能投射到物體表面時(shí)，就發(fā)生反射、吸收和透過。物體吸收了輻射能后溫度升高，并隨之又輻射出一部分能量。

輻射率特征

一切物體的輻射率都在大于零和小于1的范圍內(nèi)，其值的大小與物體的材料、形狀、表面粗糙度、凹凸度、氧化程度、顏色、厚度等有關(guān)?？傮w上說紅外側(cè)溫裝置從物體上接收到的輻射能量大小與該物體的輻射率ε成正比。實(shí)際被測物體與黑體的差別在輻射率ε，透射率δ和反射率ρ上。理想黑體的輻射率ε=l，透射率δ=0，反射率ρ=0，實(shí)際被測物體的輻射率ε<1、透射率δ>0、反射率ρ>0，不同物質(zhì)的ε、δ、ρ是不相同的，并隨物體的表面狀況而變化，它們在不同的溫度和不同的波長有不同的值，這些因素是紅外測溫儀器現(xiàn)場應(yīng)用的主要測量誤差來源，也是現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用時(shí)的困難所在。

實(shí)踐證明，物體的輻射率ε、透射率δ、反射率ρ這3個(gè)參數(shù)對波長最敏感，其次是被測物體的表面狀態(tài)，再其次是溫度根據(jù)這個(gè)次序選擇與設(shè)備測量范圍相適應(yīng)和適用的紅外測溫儀器類型及參數(shù)，在使用中對被測物體的輻射率ε設(shè)定盡量準(zhǔn)確，并根據(jù)被測物體的形狀，改變不同的檢測角度和方向。不過，對運(yùn)行的電力設(shè)備進(jìn)行紅外測溫診斷時(shí)，大多情況下是通過比較法來判斷的，即相鄰相的橫向比較和本身不同部位的縱向比較，一般只需求出其相對溫度的變化，不必對輻射率ε的精度過分苛求，但要進(jìn)行絕對溫度準(zhǔn)確測量時(shí)，必須事先知道被測物體的輻射率，否則測出的溫度值將與實(shí)際值有較大的誤差，最大時(shí)可達(dá)19%。

紅外測溫儀器的產(chǎn)品資料一般都附有供該儀器使用的與被測物體對應(yīng)的輻射率。取值范圍數(shù)值，由于上述的影響因素較多，因而提供的各類物體的輻射率也是參考值，而且限定在儀器規(guī)定的工作波長的區(qū)域和測溫范圍內(nèi)使用。

輻射率設(shè)定輻射率的必要性

電力設(shè)備常用材料輻射率的參數(shù)各不相同，輻射率參數(shù)必須在紅外診斷前設(shè)置進(jìn)去，如氧化黃鋼的輻射率為0.59~0.61，強(qiáng)氧化鋁的輻射率為0.30~0.40，電瓷的輻射率為0.90~0.92．對電力設(shè)備進(jìn)行一般性紅外診斷時(shí)，紅外熱像儀的輻射率設(shè)為0.91為宜。

需要進(jìn)行精確紅外診斷時(shí)，根據(jù)電力設(shè)備的主導(dǎo)材料發(fā)熱點(diǎn)狀態(tài)進(jìn)行輻射率調(diào)整。如果在采集設(shè)備發(fā)熱缺陷的紅外熱像時(shí)，輻射率沒有按照發(fā)熱點(diǎn)主導(dǎo)材料的輻射率設(shè)定，那么紅外熱像所采集的溫度值與實(shí)際發(fā)熱溫度值會有差別，影響對溫度的準(zhǔn)確判斷。例如，電力設(shè)備常用的材料如銅、鋁、鐵、瓷質(zhì)等的發(fā)射率不一樣。如果使用瓷質(zhì)的輻射率去采集鋁的發(fā)熱點(diǎn)溫度，讀取的溫度結(jié)果會有很大差別。在紅外診斷過程中，由于輻射率對精確測溫影響很大，因此必須選擇正確的輻射率系數(shù)。

輻射率設(shè)定方法

在紅外熱像儀“水平欄菜單區(qū)域”內(nèi)找到“分析”欄，在其中找到”輻射率”按功能鍵盤的回車鍵確定，然后打開“輻射率”欄目后，即可調(diào)整不同輻射率的參數(shù)。

輻射率測量

有個(gè)很簡單的辦法：就是與標(biāo)準(zhǔn)的接觸式測溫儀進(jìn)行比對。計(jì)算公式為：發(fā)射率=實(shí)測值/標(biāo)準(zhǔn)值，式中的實(shí)測值就是紅外線測溫儀或是紅外熱像儀測得的溫度，而標(biāo)注值為接觸式測溫儀測得的溫度，由于任何物體都不可能完全沒有反射（黑體），所以往往這個(gè)修正系數(shù)都會大于0。

具體步驟如下：

1.將紅外線測溫儀或是紅外熱像儀的發(fā)射率線調(diào)整為1

2.將被測物保持為恒溫狀態(tài)

3.用標(biāo)準(zhǔn)的接觸式測溫儀測出當(dāng)前的標(biāo)準(zhǔn)值溫度

4.用紅外線測溫儀或是紅外熱像儀測出當(dāng)前的實(shí)測值溫度（注意檢測點(diǎn)盡可能一致）

5.將兩組數(shù)據(jù)帶入公式：輻射率=實(shí)測值\標(biāo)準(zhǔn)值 進(jìn)行計(jì)算得出發(fā)射率

以上是我們最常用的確定發(fā)射率的方法，還有幾種方法也能幫助我們在不同的情況下計(jì)算出發(fā)射率：

1.對于溫度不太高的物體，可以在被測物體表面貼上一塊發(fā)射率已知的紙片或其它薄片，在溫度達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，用測溫儀分別測量未覆蓋和覆蓋部分的溫度。便可求出被測物的輻射率。也可通過在被測物體表面涂上輻射率已知的油漆物質(zhì)來實(shí)現(xiàn)。

2.對于高溫物體，除用第二種方法外，還可以在被測物表面鉆一空腔?？涨坏纳疃扰c口徑比應(yīng)為6：1，可以認(rèn)為空腔的輻射率近似于黑體。

3.查詢金屬發(fā)射率參照表和非金屬發(fā)射率參照表

在輻射圖像測溫方法中引入光譜輻射率修正，利用光譜儀根據(jù)高溫金屬表面的光譜信息計(jì)算單色輻射率隨波長變化的曲線；使用彩色CCD攝像機(jī)拍攝高溫金屬表面的彩色圖像，結(jié)合單色輻射率修正曲線從紅、綠單色輻射強(qiáng)度分布中比色計(jì)算金屬表面溫度和輻射率。

（1）輻射率可用于表示擴(kuò)展光源的特性。

（2）用異戊二烯橡膠合成的環(huán)化橡膠在紅外波段具有高透明性，以其作粘結(jié)劑和紅外低輻射顏料配合制得的紅外低輻射率涂料,噴涂在防銹底漆和紅外反射層之上時(shí)，涂層法向紅外輻率為0.55～0.6，且耐蝕性能優(yōu)良。

（3）美國LOWTRAN－6計(jì)算程序的水汽連續(xù)吸收經(jīng)驗(yàn)公式，透過率的計(jì)算結(jié)果與LOWTRAN計(jì)算結(jié)果相一致，以這種透過率簡化模型為基礎(chǔ)，建立了輻射傳遞正演計(jì)算模型，開發(fā)了相應(yīng)軟件，并用于衛(wèi)星遙感射。 2100433B

輻射率是描述面輻射源特性的物理量。它表示某物體的單位面積輻射的熱量和黑體在相同溫度、相同條件下的輻射熱量之比。

任何物體在高于絕對零度（-273.15℃）的時(shí)候，其物體表面就會有紅外能量也就是紅外線發(fā)射出來，溫度越高，發(fā)射的紅外能量越強(qiáng)。紅外線測溫儀和紅外熱像儀就是根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)來測量物體表面的溫度的，因?yàn)榧t外線測溫儀和紅外熱像儀是測量物體表面的溫度，所以在測量時(shí)會被物體表面的光潔度所影響。實(shí)驗(yàn)證明：物體表面越接近于鏡面（反射越強(qiáng)），其表面所發(fā)出的紅外能量衰減越厲害，就需要對不同物體的表面對紅外能量的衰減情況做出補(bǔ)償，即設(shè)置一個(gè)補(bǔ)償系數(shù)，這個(gè)補(bǔ)償系數(shù)就是輻射率。

1、熱源最高溫度：1300℃

2、使用輻射溫度(可調(diào))40℃-900℃

3、使用峰值波長范圍(可調(diào))0.43-50μm

4、表面法相總輻射率≥0.91

5、吸收體法相總輻射率≥0.94

6、熱響應(yīng)時(shí)間≤2min

7、熱輻射轉(zhuǎn)換率99.9%

8、反射體法向總輻射率0.05-0.10

9、電熱輻射轉(zhuǎn)換率80%