在红外测温光路中加入窗口,是否只相当于让对象辐射减少一点?Optris的Infrared Temperature Calculation说明还有另一层关系:窗口本身也会吸收入射辐射,并按自身温度产生辐射。窗口因此不仅是光路上的透过条件,也是接收信号中需要单独说明的对象。[1]

文章从传感器接收的总辐射通量讲起。对象表面发出的辐射与对象温度、材料发射率有关,但探测器还会面对反射环境辐射、内部辐射,以及可能透过对象而来的背景辐射。把接收通量直接叫成对象自发射,会提前删去这些不同来源;最终得到的是温度读数,也不改变感测起点是多项辐射共同进入的事实。[1]

传感器本体也有自己的温度。原文将传感器自辐射列入信号关系,说明本体温度信息需要被考虑。对象温度与传感器温度因此并非同一项记录;远处对象的热状态与测温器自身的热状态,各自在说明中占有位置。本文采用这些文字身份,不转写提取结果中错乱的方程或据此计算温度。[1]

无窗口的简化例子有一组明确条件:对象不透明、透射可忽略、光路中没有透射元件,同时假定传感器与环境达到热平衡,并将反射源温度联系到环境温度。这些条件解释了作者为什么能简化所列关系,不能仅从一张测温结果表,就认定它们在任意场合全部成立。[1]

引入窗口后,问题增加了窗口透过率和窗口自身辐射。原文解释,窗口会吸收一部分入射辐射,并根据其自身温度贡献附加辐射。这意味着窗口即使允许红外通过,也不能只被当作一个不会产生信号的透明通道。它改变传到探测器的通量,同时又成为通量的来源之一,两种角色需要一起保留。[1]

文章接着给出一种进一步简化:当窗口靠近传感器时,可以假定窗口、环境与传感器温度相同。这里的“可以假定”属于作者为特定光路所作的处理,不是本文测得三者相等。相邻推导还加入低窗口发射和反射等条件;把这些条件隐去,只留下一个统一环境温度,就会改变原文模型的适用范围。[1]

对温度仪表资料阅读者,窗口的加入提示了一个具体问题:记录中的温度名称分别属于对象、反射背景、传感器还是窗口。分清来源之后,才能理解作者为什么增加或合并某些项。本文只采用该页连续物理说明及必要邻接,没有看图、设置发射率、进行现场测量或校准,也不为任何光路保证准确性。页面首次发布日期未知。

资料:[1] https://optris.com/us/knowledge-library/infrared-signal-processing/

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