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紅外測溫發射率修正（Emissivity correction）
日期：2025-04-27 01:58
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摘要：
發射率是影響紅外溫度檢測精度的重要參數之一，因各目標表面性質不盡相同，故發射率會有很大差別；若不能準確設置發射率，則會造成測量誤差，本章講述的是如何修正發射率，滿足客戶**測量的需求。
什么是發射率？
發射率是指物體表面輻射出的能量與相同溫度的黑體輻射能量的比率。（黑體是一種理想化的輻射體，可輻射出所有的能量，其表面的發射率為1.00）各種物質的發射率是由物體的本身材質所決定，相同的溫度下，物質不同，向外輻射的能量也會不同。例如下圖，電工絕緣膠帶貼在不銹鋼杯的表面，將紅外熱像儀的發射率設為膠帶的發射率（0.93），同時使用接觸式熱電偶測量溫度，可以看到絕緣膠帶處溫度與接觸式測溫一致，而不銹鋼杯表面與膠帶的發射率不同，故溫度顯示有較大差別。
發射率是指物體表面輻射出的能量與相同溫度的黑體輻射能量的比率。（黑體是一種理想化的輻射體，可輻射出所有的能量，其表面的發射率為1.00）各種物質的發射率是由物體的本身材質所決定，相同的溫度下，物質不同，向外輻射的能量也會不同。例如下圖，電工絕緣膠帶貼在不銹鋼杯的表面，將紅外熱像儀的發射率設為膠帶的發射率（0.93），同時使用接觸式熱電偶測量溫度，可以看到絕緣膠帶處溫度與接觸式測溫一致，而不銹鋼杯表面與膠帶的發射率不同，故溫度顯示有較大差別。
影響發射率的因素有哪些？
我們將檢測的目標分為非金屬和金屬材料兩大部分，大多數非金屬材料（如塑料、油漆、皮革、紙張等）發射率可設置為0.95，相同材質、不同顏色的目標其發射率非常近，誤差通常不超過測量精度范圍；部分表面光亮的非金屬材料發射率較低（如瓷磚、玻璃等），這些材料需要參考后頁內容進行發射率確認。金屬材料的發射率會受到下列因素的影響：
我們將檢測的目標分為非金屬和金屬材料兩大部分，大多數非金屬材料（如塑料、油漆、皮革、紙張等）發射率可設置為0.95，相同材質、不同顏色的目標其發射率非常近，誤差通常不超過測量精度范圍；部分表面光亮的非金屬材料發射率較低（如瓷磚、玻璃等），這些材料需要參考后頁內容進行發射率確認。金屬材料的發射率會受到下列因素的影響：
材料：不同材料的發射率不同，如銅的發射率一般來說比鋁高。
表面光潔度：通常表面粗糙的材料發射率比光潔表面高。
表面顏色：以黑色為代表的深色系表面發射率比淺色系高。
表面形狀：表面有凹陷、夾角或不平整規則的部位比平整的部位發射率高， 如通常我們在檢測模具加熱時會發現溫度有偏高的部位，但實際上該模具溫度是均勻的，偏高的位置往往是表面不規則的部
表面光潔度：通常表面粗糙的材料發射率比光潔表面高。
表面顏色：以黑色為代表的深色系表面發射率比淺色系高。
表面形狀：表面有凹陷、夾角或不平整規則的部位比平整的部位發射率高， 如通常我們在檢測模具加熱時會發現溫度有偏高的部位，但實際上該模具溫度是均勻的，偏高的位置往往是表面不規則的部
發射率確定方法：
1、查表法
2、絕緣膠帶法
將一塊絕緣膠帶（已知發射率）貼于被測物體表面，通過調整紅外熱像儀發射率，使被測材料表面的溫度與貼有絕緣膠帶表面溫度相同或接近，此時的發射率即為被測材料物體正確的發射率。操作方法 貼絕緣膠布（建議使用3M電氣絕緣膠帶，牌號1712，黑色），發射率：0.93適用場合 此種方法適用于被測目標相對比較大，溫度較低（小于80℃），要求測試后不改變原目標表面狀況的場合，例如各種散熱模塊，光潔芯片（較大）表面，金屬表面等。注意事項 應盡量使膠帶與被測目標的表面接觸緊密，沒有氣泡或褶皺等現象，需要預留5分鐘以上時間，使被測目標表面與膠帶充分達到熱平衡狀態。
將一塊絕緣膠帶（已知發射率）貼于被測物體表面，通過調整紅外熱像儀發射率，使被測材料表面的溫度與貼有絕緣膠帶表面溫度相同或接近，此時的發射率即為被測材料物體正確的發射率。操作方法 貼絕緣膠布（建議使用3M電氣絕緣膠帶，牌號1712，黑色），發射率：0.93適用場合 此種方法適用于被測目標相對比較大，溫度較低（小于80℃），要求測試后不改變原目標表面狀況的場合，例如各種散熱模塊，光潔芯片（較大）表面，金屬表面等。注意事項 應盡量使膠帶與被測目標的表面接觸緊密，沒有氣泡或褶皺等現象，需要預留5分鐘以上時間，使被測目標表面與膠帶充分達到熱平衡狀態。
3、噴漆法
將漆（已知發射率）均勻的噴涂在被測物體表面，然后通過調整紅外熱像儀發射率，直到沒有噴漆的表面溫度與噴漆表面溫度相同或接近，此時的發射率即為目標物體正確的發射率。操作方法 噴涂的丙烯酸樹脂（建議使用保賜利自動噴漆，黑色），發射率： 0.97。適用場合 此種方法可以適用于溫度較高目標，也可以適用目標尺寸較小的，但可以接受 被測物體表面狀況被改變的場合，例如設備維護場合下的管道、閥門等靜設備 ；制造業中，較小的芯片表面、管腳、不規則的散熱片、電容器頂端、LED芯片（表面鍍銀）。注意事項 應盡量使噴漆面均勻，而且薄（但要覆蓋住被測目標表面），同時要給客戶說明，噴涂后的目標可能無法擦拭干凈；建議使用者噴涂3分鐘后，再進行測試。
將漆（已知發射率）均勻的噴涂在被測物體表面，然后通過調整紅外熱像儀發射率，直到沒有噴漆的表面溫度與噴漆表面溫度相同或接近，此時的發射率即為目標物體正確的發射率。操作方法 噴涂的丙烯酸樹脂（建議使用保賜利自動噴漆，黑色），發射率： 0.97。適用場合 此種方法可以適用于溫度較高目標，也可以適用目標尺寸較小的，但可以接受 被測物體表面狀況被改變的場合，例如設備維護場合下的管道、閥門等靜設備 ；制造業中，較小的芯片表面、管腳、不規則的散熱片、電容器頂端、LED芯片（表面鍍銀）。注意事項 應盡量使噴漆面均勻，而且薄（但要覆蓋住被測目標表面），同時要給客戶說明，噴涂后的目標可能無法擦拭干凈；建議使用者噴涂3分鐘后，再進行測試。
4、涂抹法
用水性白板筆（已知發射率）均勻的涂抹在被測物體表面，然后通過調整紅外熱像儀發射率，直到沒有涂抹的表面溫度與涂抹表面溫度相同或接近，此時的發射率即為目標物體正確的發射率。操作方法 涂抹水性白板筆（建議使用晨光水性白板筆，牌號MG - 2160 ，黑色），發射率：0.95。適用場合 此方法可以適用于不允許改變物體表面狀態（涂抹后可擦去），同時 形狀不適合進行膠帶粘貼的目標，涂抹法可針對較小的目標進行，但目標表面溫度不宜超過100℃。注意事項 白板筆不能是油性筆，否則干后很難擦去。應盡量使涂抹面均勻，建議使用者涂抹3分鐘后，待目標表面熱平衡后再進行測試。
用水性白板筆（已知發射率）均勻的涂抹在被測物體表面，然后通過調整紅外熱像儀發射率，直到沒有涂抹的表面溫度與涂抹表面溫度相同或接近，此時的發射率即為目標物體正確的發射率。操作方法 涂抹水性白板筆（建議使用晨光水性白板筆，牌號MG - 2160 ，黑色），發射率：0.95。適用場合 此方法可以適用于不允許改變物體表面狀態（涂抹后可擦去），同時 形狀不適合進行膠帶粘貼的目標，涂抹法可針對較小的目標進行，但目標表面溫度不宜超過100℃。注意事項 白板筆不能是油性筆，否則干后很難擦去。應盡量使涂抹面均勻，建議使用者涂抹3分鐘后，待目標表面熱平衡后再進行測試。
5、接觸溫度計法
用接觸式溫度計，如熱電偶、熱電阻等直接測量物體表面溫度，然后通過調整紅外熱像儀發射率，直到熱像儀所測得的表面溫度與接觸式接觸式溫度計測得的表面溫度相同或接近，此時的發射率即為目標物體正確的發射率。操作方法 建議使用Fluke接觸式測溫儀器。（如17B，右側圖片紅圈處）適用場合 測量方便，但需注意現場是否允許進行表面接觸測溫。（特別是帶電、運動等現場）注意事項 應使熱電偶與被測目標表面接觸良好，并要求測試的數據必須是溫度穩定后的數據。
用接觸式溫度計，如熱電偶、熱電阻等直接測量物體表面溫度，然后通過調整紅外熱像儀發射率，直到熱像儀所測得的表面溫度與接觸式接觸式溫度計測得的表面溫度相同或接近，此時的發射率即為目標物體正確的發射率。操作方法 建議使用Fluke接觸式測溫儀器。（如17B，右側圖片紅圈處）適用場合 測量方便，但需注意現場是否允許進行表面接觸測溫。（特別是帶電、運動等現場）注意事項 應使熱電偶與被測目標表面接觸良好，并要求測試的數據必須是溫度穩定后的數據。
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