淺析影響紅外測溫儀精度的因素

組成大氣的主要氣體是氮氣.氧氣.氬氣,它們占99%以上。有幸的是，它們不吸收15μm以下的紅外線,否測紅外技術在野外就無法使用。能引起紅外吸收的氣體是水汽,二氧化碳,臭氧(O3),它們在不同波段針對紅外線形成吸收帶，再加上甲烷,一氧化碳等吸收作用,造成了紅外輻射的衰減。通過1μm到15μm的紅外輻射通過一海里長度的大氣透射比試驗,證明只有處于紅外吸收帶之間的紅外輻射能夠透過大氣向遠處傳輸,其中有三個透過大氣的紅外波段，1-2.5μm,3-5μm,8-13μm，這三個波段被稱作”大氣窗口”，紅外測溫系統常常在這三個窗口內工作.

3-5μm,8-13μm兩個波段的范圍都有不同特性的控制可選用。這兩個波段分別稱為”短波”和”長波”窗口。從原理上計,這兩個窗口都敏感,但大多數設計者都選擇了短波段,原因是該波段范圍中,能在較寬的范圍內提供*功能,達到良好的測溫要求;而長波窗口則更多地用于低溫及遠距離的檢查(AGENA570就有此功能)。

只有對熱成像系統的原理及構成有了一定的了解后,才能實現對熱像儀的正確操作,從而進一步實現對溫度的測量。

由于熱像儀測溫是利用探測器輸出的視頻信號進行處理后得出的，根據公式:

Us∝(wσT5/π)∫ ε(λT)τα(λ)R(λ)dλ

式中:Us---探測器輸出視頻信號的幅度

λ1,λ2---熱像儀工作波長范圍

w---熱像儀瞬時視場角.

σ---輻射常數

T ---被測目標溫度

ε(λT)---被測目標光譜輻射率

τα(λ)---大氣透過率

R(λ)---熱像儀總光譜響應

可見,測溫精度與很多因素有關,如目標特性,熱像儀特性,測量距離等。

為了實現所需的溫度測量和便于操作,目前使用的大多數熱像儀(如PM290)已在系統中實現了以下三方面的精度補償:

(1)熱像儀內部的飄移和增溢補償.

(2)不同操作溫度下的補償.如夏天和冬天.

(3)鏡頭視場外的輻射補償.

其它如發射率,環境溫度,距離,濕度等zui基本的參數則要求用戶根據實際情況自行設置,以保證測溫精度的可靠性。
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