什么是发射率？
如果要使用热像仪测量绝对温度，则必须对“发射率”有有效的了解。
发射率是衡量材料辐射热量的程度的指标。它是材料辐射的热量与完美散热器（黑体）在相同温度下辐射的热量之比。它是介于 0（对于完美反射器）和 1（对于完美发射器）之间的无量纲数。
热像仪捕获的温度测量值在客观上似乎很容易理解。实际上，温度测量由三个部分组成：透射能量、反射能量和发射或辐射能量。
传输的能量是穿过物体的能量成分。能量传输的一个常见例子是通过玻璃窗流入的日光。
反射能量是从目标反弹回相机的能量。就像抛光镜子可以反射你的肖像一样，热能也可以反射。反射程度取决于材料和表面。
发射（或辐射）能量是目标固有的能量。这种类型的能量是由物体产生的，或者是物体与周围环境温差的结果。热能通过传导、对流或辐射从较高温度的物体流向较低温度的物体。
有用的例子可以在灯泡的光或电加热器的热能中找到。这些能源向周围环境释放或散发热能，起到平衡温度不平衡的作用。
在大多数情况下，在测量物体的温度时，我们主要对发射的辐射能感兴趣。传输和反射的能量会增加系统的偏差或测量误差，并降低测量精度。因此，有一种实用的方法来表达发射率、透射率和反射之间的关系是有用的。
发射率公式
发射率公式提供了一种计算能量分量相对强度的方法。公式表示为：
1 = 透射 + 反射 + 发射
该公式基于所有能量源（透射、反射和发射）的总和的组合值为 1 的想法。每个分量在总数中贡献相应的分数或百分比。由于我们假设所有分量的总和为 1，因此我们可以计算发射的总能量。我们可以通过简单地从 1 中减去分数透射和反射分量来做到这一点。
因此，通过重新排列原始公式，我们得出：
1 –（透射+反射）=发射
如果精确的温度测量至关重要，则必须将反射和传输的能量降至最低。这是优化发射能量和其他能量分量之间的信偏比所必需的。
传输注意事项
一般来说，大多数材料不能很好地传输热能或热辐射。因此，热成像摄像机的镜头必须由不寻常且通常稀有的材料制成。锗（Ge）、蓝宝石或硒化锌（ZnSe）等材料。
选择红外透镜材料时，必须注意根据需要透射的红外光谱部分选择正确的材料。一般来说，反射能量往往比传输能量更受关注。需要注意的是，一些塑料，尤其是塑料薄膜，能够在红外光谱中传输能量。虽然反射在大多数情况下对测量精度的影响更大，但透射可能是一个考虑因素，具体取决于您的应用。
反射注意事项
如果您正在测量（红外）不透明物体，则透射将为零，发射率公式变为：
1 – 反射 = 发射
这简化了等式，但可能不会像最初想象的那样降低复杂性。虽然透射并不常见，但许多材料都会反映热能。这会产生两个潜在问题：第一个问题涉及从高反射测量目标获得可靠的测量结果。二是感兴趣对象附近其他热源的影响。
像抛光金属这样的闪亮、反光表面是最具挑战性的。在抛光铝的情况下，透射率为零;热能不会直接通过或传输金属。但是，反射率很高，高达0.9。
如果所有能量的总和等于1，反射率为0.9或90%，则发射率将非常低。发射率可能约为信号的0.1%或10%。另一方面，如果相同的铝表面具有暗淡和黑暗的表面，这将大大减少反射。在低反射率下，并且没有通过材料传输，测量的热能中有较大百分比将被发射能量。
实际上，抛光铝的发射率为0.1。但是，如果对铝进行阳极氧化处理，则可以将表面的发射率提高到0.65或更好。这取决于阳极氧化铝的金属表面光洁度和粗糙度。
发射率远低于0.65的测量对象通常不再产生非常好或准确的结果。但是，这取决于应用、零件几何形状、环境和特定要求。
影响测量精度的其他因素
大气的环境温度（本质上是反射的杂散辐射）也会对测量产生一些影响。如果要优化测量精度，则值得在热像仪中设置环境温度配置。
如果物体温度接近环境空气温度，环境辐射将对精度产生更大的影响。这是因为目标具有较低的发射率值。基于目标辐射的发射率分量将占据测量值的较小比例。大气和反射虽然值较低，但将占发射率“馅饼”的较大比例，如下图所示。
视角也会对温度测量产生影响。如果您的相机以一定角度安装，则发射的能量将损失一定百分比。损失金额将取决于角度。当相机传感器的平面平行于表面时，将收集最准确的温度测量值。
角度越大，相机传感器检测到的发射能量就越少。此外，环境辐射对最终测量的影响就越大。
目标附近的热物体如何影响测量
如前所述，如果目标附近有热物体，反射率的影响将更加复杂。从闪亮物体表面反射的热物体可能会压倒小得多的发射率输出。
从光滑表面反射的明亮阳光几乎总是会影响您的测量值。如前所述，总温度包括反射能量，因此热物体的反射会增加噪声并降低结果。在确定相机相对于目标的位置时，始终牢记这一点。
根据目标的物理特性，热物体也可能产生意想不到的传输问题。如果您的热像仪可以穿透目标材料，那么它后面的热物体可能会突然扭曲您的测量值。
特别是如果您想测量某些塑料的表面，您需要意识到这一点。确保你没有通过目标传输大量的能量。您可能会发现您正在从目标后面获取温度，而不是目标的温度。
本文涉及发射率的一些基础知识。还有其他考虑因素，例如镜头的透射特性。基于相机与物体之间距离的大气效果，依此类推。
在评估温度精度和热成像对您的应用的适用性时，发射率只是众多考虑因素之一。
