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浅析影响红外测温仪精度的因素

发布时间:2015-07-23      点击次数:258
红外线波长范围是0.78μm到100μm。然而,红外辐射自目标发射出来,总是要在大气中传播一段距离才能到达观测仪器,除几何发散外,红外辐射在大气中传播会有很大衰减,主要因素是大气中各种气体对辐射的吸收。
组成大气的主要气体是氮气.氧气.氩气,它们占99%以上。有幸的是,它们不吸收15μm以下的红外线,否测红外技术在野外就无法使用。能引起红外吸收的气体是水汽,二氧化碳,臭氧(O3),它们在不同波段针对红外线形成吸收带,再加上甲烷,一氧化碳等吸收作用,造成了红外辐射的衰减。通过1μm到15μm的红外辐射通过一海里长度的大气透射比试验,证明只有处于红外吸收带之间的红外辐射能够透过大气向远处传输,其中有三个透过大气的红外波段,1-2.5μm,3-5μm,8-13μm,这三个波段被称作”大气窗口”,红外测温系统常常在这三个窗口内工作.
3-5μm,8-13μm两个波段的范围都有不同特性的控制可选用。这两个波段分别称为”短波”和”长波”窗口。从原理上计,这两个窗口都敏感,但大多数设计者都选择了短波段,原因是该波段范围中,能在较宽的范围内提供*功能,达到良好的测温要求;而长波窗口则更多地用于低温及远距离的检查(AGENA570就有此功能)。
只有对热成像系统的原理及构成有了一定的了解后,才能实现对热像仪的正确操作,从而进一步实现对温度的测量。
由于热像仪测温是利用探测器输出的视频信号进行处理后得出的,根据公式:
Us∝(wσT5/π)∫ ε(λT)τα(λ)R(λ)dλ
式中:Us---探测器输出视频信号的幅度
λ1,λ2---热像仪工作波长范围
w---热像仪瞬时视场角.
σ---辐射常数
T ---被测目标温度
ε(λT)---被测目标光谱辐射率
τα(λ)---大气透过率
R(λ)---热像仪总光谱响应
可见,测温精度与很多因素有关,如目标特性,热像仪特性,测量距离等。
为了实现所需的温度测量和便于操作,目前使用的大多数热像仪(如PM290)已在系统中实现了以下三方面的精度补偿:
(1)热像仪内部的飘移和增溢补偿.
(2)不同操作温度下的补偿.如夏天和冬天.
(3)镜头视场外的辐射补偿.
其它如发射率,环境温度,距离,湿度等zui基本的参数则要求用户根据实际情况自行设置,以保证测温精度的可靠性。
文章来源:http://www.sc-xuxin。。com/
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