红外热成像测温原理与技术PDF电子书下载

第1章 红外热像仪概述 1

1.1红外热像仪简介 1

1.2红外热像仪的发展 3

1.3红外热像仪的组成及工作原理 4

1.3.1红外热像仪的组成部分 5

1.3.2红外热像仪工作原理 12

1.3.3红外热像仪的主要性能参数 15

参考文献 16

第2章 红外辐射基本理论 18

2.1概述 18

2.2黑体的红外辐射规律 20

2.2.1辐射的光谱分布规律——普朗克辐射定律 20

2.2.2辐射光谱的移动规律——维恩位移定律 21

2.2.3辐射功率随温度的变化规律——斯特藩-玻尔兹曼定律 22

2.2.4黑体辐射能按波段的分布 22

2.3实际物体的红外辐射规律 23

2.4辐射度学的一些基本概念 26

2.4.1常用辐射量 27

2.4.2辐射度量中的基本规律 29

2.4.3发射率及其变化规律 30

2.4.4吸收率及其变化规律 34

2.4.5反射率及其变化规律 35

2.4.6反射率、吸收率和发射率之间的关系 37

2.5红外辐射的大气传输 37

2.5.1大气吸收 39

2.5.2大气散射 40

2.5.3大气辐射传输的计算 43

参考文献 45

第3章 红外热成像测温原理 47

3.1概述 47

3.2红外测温原理 48

3.3红外温度测量方法 52

3.3.1温度的直接测量法 52

3.3.2温度的相对测量法 53

3.3.3双波段测温法 53

3.4物体发射率测量方法 54

3.4.1利用热像仪测量表面发射率的误差分析 55

3.4.2几种测量发射率的方法 55

参考文献 57

第4章 红外成像测温误差分析与修正方法 60

4.1红外测温误差计算分析 60

4.1.1被测物体表面发射率的影响 61

4.1.2被测物体表面吸收率误差的影响 63

4.1.3大气透射率误差的影响 63

4.1.4大气发射率误差的影响 64

4.1.5大气温度误差的影响 65

4.1.6环境温度误差的影响 65

4.1.7辐射温度的影响 65

4.2探测器温度对非制冷微测辐射热计热像仪测温的影响与修正 66

4.2.1非制冷微测辐射热计热像仪测温原理与计算 67

4.2.2探测器温度对测温的影响 68

4.2.3修正原理及方法 68

4.2.4实验验证 72

4.3太阳辐射对红外热像仪测温误差的影响 73

4.3.1测温原理 74

4.3.2测温计算及误差分析 74

4.3.3太阳辐射吸收率对测量误差的影响 75

4.3.4太阳辐射的影响 75

4.4邻近高温物体对红外测温的影响 76

4.4.1测温计算及误差分析 77

4.4.2高温物体对测温的影响分析 78

4.5反射温度补偿法对红外测温的修正与补偿计算 81

4.5.1红外热像仪测温原理与计算 81

4.5.2反射温度补偿法及其原理 81

4.5.3误差分析与补偿效果比较 83

4.5.4实验验证 87

参考文献 88

第5章 非漫射体红外热成像测温技术 90

5.1实际物体红外热像仪测温原理 90

5.2红外热像仪测温计算 92

5.3实际物体温度测量实验验证 93

5.3.1实验仪器介绍 93

5.3.2实际物体辐射特性的实验 95

5.3.3被测物体周围存在高温物体的反射温度补偿法实验 100

5.4一种测量实际物体发射率的实用方法 104

5.4.1测量原理 104

5.4.2实验验证 105

参考文献 106

第6章 基于变谱法的红外热像仪测温技术 108

6.1红外热像仪测温原理与计算 108

6.1.1红外热像仪测温原理 108

6.1.2热探测器响应度分析 109

6.1.3非制冷红外热像仪测温计算 111

6.1.4测温公式准确性的实验验证 113

6.2红外热像仪测温的变谱法 114

6.2.1变谱法的原理 114

6.2.2技术实现 115

6.3灰体材料的测温 116

6.3.1灰体材料测温原理 116

6.3.2测温方法验证 117

6.4郎伯体材料的测温 120

6.4.1郎伯体材料的测温原理 120

6.4.2测量方法验证 121

6.5复杂背景环境中红外热像仪测温的变谱法 124

6.5.1理论基础 124

6.5.2方法验证 126

参考文献 129

第7章 红外热像仪的标定与性能测试 131

7.1黑体型辐射源 131

7.1.1黑体和黑体型辐射源 131

7.1.2典型黑体辐射源的结构 133

7.2黑体腔的有效发射率 134

7.3红外热像仪的标定 137

7.3.1准确度校准 137

7.3.2测温一致性校准 138

7.4红外热像仪性能测试 138

7.4.1噪声等效辐射测试 138

7.4.2等效噪声温差测试 139

7.4.3最小可分辨温差测试 140

7.4.4最小可探测温差测试 142

7.4.5相对光谱响应测试 143

参考文献 143

第8章 军事目标红外热成像温度测量技术 144

8.1军事目标测温模型与测温计算 145

8.2军事目标表面发射率的测量技术 147

8.2.1影响发射率大小的因素分析 147

8.2.2测量发射率的方法 149

8.3大气透射率的测量 150

8.3.1大气衰减的原因 150

8.3.2现有大气影响的修正方法评述 151

8.3.3大气透射率计算法 152

8.3.4大气透射率的现场标定法 153

8.3.5一种测量大气透射率的方法 154

8.4背景辐射的修正 155

8.4.1太阳辐射 155

8.4.2天空背景辐射 157

8.4.3地表辐射 158

8.4.4等效背景辐射的测量 158

参考文献 159

第9章 海面温度的红外热成像测温技术 161

9.1海面反射率与发射率计算 161

9.2海面辐射分析 167

9.3海面温度测量原理 170

9.3.1垂直海面方向温度测量 171

9.3.2观测方向天顶角较大时海面温度测量 171

9.3.3考虑太阳辐射影响时海面温度的测量原理 173

参考文献 175