文档介绍：红外热像仪测温算法
红外热像测温原理
黑体辐射的基本规律是红外辐射理论研究和技术应用的基础。所谓黑体，就 是在任何温度下能吸收任何波长辐射的物体。斯蒂芬-波尔兹曼定律指出，黑体 的辐出度，即黑体表面单位面积上所发射的各种波长的总辐射功率转换器件的辐
射能量是对应的。但直接从红外热成像系统显示的图像中读出的温度是物体表面
的辐射温度TP,并不是真实温度T◎，其值等于辐射出相同能量的黑体的真实温度。
因此在实际测温时，要先用高精度黑体对热像仪进行标定， 找出黑体温度与光电 转换器件输出电压(在热图像上表现为灰度)的对应关系。黑体的真实温度可由显 示面板读出。
依据普朗克辐射定律，得到
片=Q［可+ 5—状)叱］+ 七玲(7)
被测表面真实温度的计算公式为
1 ^ ^-(1-句管-^8^(8)
当使用不同波段的热像仪时，n的取值不同，对InSb(3~5p m)探测器，n值 为 ;对 HgCdTe(6~97 m)探测器,n 值为 ;对 HgCdTe(8~14p m)探测器, 。
当被测表面满足灰体近似时，即e = cc,且若认为大气Ea = afi = 1 -弓,则(7) 式变为
嗒(9)
(8)式变为
外=6［^7 —0 —@啜—丁用『％(10)
这是灰体表面真实温度的计算公式。
当近距离测温时，忽略大气透过率的影响，即 匾二工，则(7)式变为
4=电二一(1—切咽产(11)
这是红外热像测温时经常用到的公式。
如果知道了被测物体表面的发射率，就可以用(10)和(11)式由测出的辐射温度 和环境温度计算出被测物体表面的真实温度。
热成像系统温度标定原理（拟合曲线法）
红外热成像系统在显示器上显示的热图像，反映了被测物体表面的热分布情 况，由于探测器所接收到的红外辐射与目标温度之间呈非线性关系，而且还要受
到物体表面发射率、大气衰减及物体所处环境的反射等因素的影响， 热图像只能 给出物体表面辐射温度的定性描述，如果想要根据热图像获得物体的绝对温度 值，必须采用与基准物体热像相比较的方式来标定绝对温度值。一般是利用高精
度的黑体炉作为标准，用红外热像仪测量其表面温度，做出黑体炉温度与光电转 换器件的输出信号的关系曲线。
拟合曲线法：标定时，在一定条件下（黑体和镜头之间的距离、环境温度等）， 用热像仪对着不同温度下的基准黑体热源进行测量， 采集热像图的灰度数据。用 最小二乘法拟合测量数据，得到一条热值与温度关系的最近拟合曲线， 同时可以 求出描述标定曲线的数学模型中各项标定常量的数值， 得到具体的数学模型。实 时测温时，直接在数学模型中由灰度数据值转换为温度值。
拟合公式一为：
h d
1 + exp[b{Tr- c)]
拟合公式二为：
H（Tt） = a * Tr + b
这种方法的特点：占用存储空间小。但由于拟合曲线的非线性，测量精度略 低。适用于测量精度要求不高的场合。
热成像系统的发射率的测量（测试方法待定，暂时手动设置）
红外热图像只是被测物体表面辐射温度的分布，并不是真实温度的分布。而
辐射温度是把物体表面的发射率作为 1折算的，是一种理想状况。由于实际物体 并不是黑体，表面发射率要小于1,所以有时辐射温度与真实温度差别较大，虽 然当物体表面的发射率基本一