不同材质发射率对红外图像成像的影响

不同材质发射率对红外图像成像的影响

一、黑体能量分布和波长、温度之间的关系

红外能量是由原子和分子的振动产生的。当物体温度较低的时候，这些振动相对较慢，释放的红外能也相对较小。当物体温度升高时，振动的频率增加并且释放出的红外能总量也随之增加。振动的频率与产生的能量的波长有关系。频率越高，波长越短。通常对于大多数材料来说，红外能量发出的波的频率和波长不是固定的，而是呈曲线分布，在一个范围内波动。在任何特定波长上，发出的红外能都随温度的增加而增加（见下图）。但是，低温物体发射出的峰值波长较长，而高温物体发射出的峰值波长较短。

二、发射率的定义(黑体、灰体、非灰体、可选择型发射体)

物体的温度与发射出的红外能的关系，粗略看来似乎用一句话就可以描述清楚：高温物体发射出较多的红外能，而低温物体发射出较少的红外能。理论上，通过简单地测定被测目标发射出的红外能，就可以知道它的温度。然而实际上并不是那么简单的。因为目标物体发射出的红外能并不是仅由温度这一个因素来决定的。还有另一个变量必须考虑，这个变量我们称之为发射率（或发射的趋势）。一个物体的发射率受到材料本身、表面状态、反射率和不透明度的影响。发射率常常会使测温变得复杂。因此，理解发射率的概念及其特性，对于正确使用红外测温仪是至关重要的。

发射率和黑体的科学定义

发射率是指物体表面辐射出的能量与相同温度的黑体辐射能量的比率。（黑体是一种理想化的辐射体，可辐射出所有的能量，其表面的发射率为1.00）。实际上，我们测量物体的发射率值通常低于1，对于这些目标，测量的温度将是物体的发射率、反射率、透射率的综合结果。

一个完美的黑体的发射率是1，也就是说目标的辐射是100%从目标表面发射出来的。

实际上，我们的目标发射率值往往小于1，目标测