红外辐射计传感器的发射率校正

物体的温度由三种传热模式确定：传导，对流和辐射。虽然传导和对流通常更容易理解，但辐射往往是最重要的传热模式。了解辐射热传递的潜在原则有助于准确地测量距离的表面温度Apogee’s Infrared Radiometers (IRR)。

黑体辐射

由于物体内部的内部能量，在0 k以上的所有物体（-273.15°C）发出辐射。辐射连续地从表面发射并被吸收，传播和反射。例如，一些表面发射或吸收，比其他表面更好。这主要是由于所谓的发射率的表面状况，由颜色，饰面和内在材料特性确定。与通常称为黑体或理想散热器的内容相比，发射率的比率是一种与红外辐射的发射极具的比率。黑体描述如下：

1. A blackbody absorbs all incident radiation, regardless of wavelength and direction.
2. For a prescribed temperature and wavelength, no surface can emit more energy than a blackbody.
3. 尽管由黑体发出的辐射是波长和温度的函数，但它与方向无关。也就是说，黑体是漫反射器[1]。

一般来说，黑体是完美的吸收器和发射器。它是用于比较其他辐射表面的标准。没有其他表面吸收更多能量或者比黑人发出它。此外，没有从黑体发出的辐射从其他来源反射。根据Stefan-Boltzmann法律，黑体的发射力是EB =σt^4., where:

and the temperature is measured in Kelvin. Accordingly, for a non-blackbody, the emissive power is Eb=εσT^4., where ε is the emissivity of the surface being considered (http://www.engineeringtoolbox.com/emissity-coefficients-d_447.html.）。

铝箔	0.04
沥青	0.93
黑身体磨砂	1。00
Brass Dull Plate	0.22
黄铜抛光	0.03
砖红色粗	0.93
Concrete	0.85
冰平光滑	0.97
砂	0.76
植物叶子	0.96

尽管发射率在所有波长上不是恒定的，但通常被认为是由于大多数材料对不同波长的少量变化而持续的实践。对于植物科学家来说，考虑针对各种植物叶片和不同波长的多样植被（https://icess.eri.ucsb.edu/modis/EMIS/html/em.html）。

发射率校正

If emissivity isn’t taken into account, the surface temperature of an object may appear to be emitting more radiation, due to the addition of reflective radiation for instance, than it really is. This can give an incorrect perception of the emissive power or temperature of that surface. This can be especially true for an IRR sensor that has been calibrated to a nearly standard blackbody surface. The calibration procedure for Apogee’s IRR sensors (Infrared Radiometer Calibration Poster）显示。那么这个问题是：我如何适应这样的情况？精确表面温度测量需要适当的目标发射率校正。然而，通常制造的简单校正，将测量的温度除以目标发射率，是不正确的，因为它不考虑反射辐射。由红外辐射计检测的辐射包括两个组分：1）由目标表面直接发射的辐射，2）从背景中反射辐射。第二个组件通常被忽略。根据辐射计检测到的辐射中的两个部件的比例根据目标表面的发射率（ε）加权：

Which after substitution of the Stefan-Boltzmann Law and rearranging, produces:

然而，为了应用上述等式，我们必须以合理的准确度，背景的亮度温度衡量或估计（T_background）。对于更深入的解释，请解释click here。

由于目标的发射率进一步远离黑体，由于来自周围环境的辐射反射，更可能引入发射率误差。例如，阳光灿烂的日子在25 c植物叶的目标温度可以提供-1.5 c的误差，没有发射率校正[2]，大多数科学家都无法容忍的错误。

结论

在几乎所有情况下，具有精确的IRR传感器，例如Apogee的±0.2 C精确的IRR传感器是不够的。最小化错误需要发射率校正。无论是在植物树冠上使用它还是监控冰冷的道路状况，发射率校正都将有助于您做出更好的测量。

再保险ferences

[1]“热量和传质基础”Incopera，F.P.，Dewitt，D.P.等。al。第6届。2007，PG 736. [2]“对红外温度测量的发射率校正物理学的审查”URL.