实际物体的红外辐射规律

实际物体的红外辐射规律实际物体的红外辐射规律　　基尔霍夫定律　　物体的辐射出射度M(T)和吸收本领α的比值M/α与物体的性质无关，等于同一温度下黑体的辐射出射度M0(T)。其表明，吸收本领大的物体，其发射本领大，如果该物体不能发射某一波长的辐射能，也决不能吸收此波长的辐射能。　　发射率　　实验表明，实际物体的辐射度除了依赖于温度和波长外，还与构成该物体的材料性质及表面状态等因素有关。这里，我们引入一个随材料性质及表面状态变化的辐射系数，则就可把黑体的基本定律应用于实际物体。这个辐射系数，就是常说的发射率，或称之为比辐射率，其定义为实际物体与同温度黑体辐射性能之比。这里，我们不考虑波长的影响，只研究物体在某一温度下的全发射率：　　ε(T) = M(T)/M0(T)

实际物体的红外辐射规律

　　基尔霍夫定律
　　物体的辐射出射度M(T)和吸收本领α的比值M/α与物体的性质无关，等于同一温度下黑体的辐射出射度M0(T)。其表明，吸收本领大的物体，其发射本领大，如果该物体不能发射某一波长的辐射能，也决不能吸收此波长的辐射能。

　　发射率
　　实验表明，实际物体的辐射度除了依赖于温度和波长外，还与构成该物体的材料性质及表面状态等因素有关。这里，我们引入一个随材料性质及表面状态变化的辐射系数，则就可把黑体的基本定律应用于实际物体。这个辐射系数，就是常说的发射率，或称之为比辐射率，其定义为实际物体与同温度黑体辐射性能之比。这里，我们不考虑波长的影响，只研究物体在某一温度下的全发射率：　　ε(T) = M(T)/M0(T)
则斯蒂芬-玻耳兹曼定律应用于实际物体可表示为：　　M(T) =ε(T).σT 4
　　发射率及其对设备状态信息监测的影响：
物体对于给定的入射辐射必然存在着吸收、反射和透射，而且吸收率α，反射率ρ和透射率τ之和必然等于1：　　　α+ρ+τ =1
而且，其反射和透射部分不变。因此，在热平衡条件下，被物体吸收的辐射能量必然转化为该物体向外发射的辐射能量。由此可断定，在热平衡条件下，物体的吸收率必然等于该物体在同温度下的发射率：　　α(T)=ε(T)
　　其实由基尔霍夫定律，我们也可以推断出公式：
　　M(T)/α(T)=M0(T)
　　ε(T) =α (T)
　　ε(T) = M(T)/M0(T)
　　则对于一个不透明的物体　　ε(T) =1-ρ(T)
　　根据上式，我们不难定性地理解影响发射率大小的下列因素：
　　不同材料性质的影响：不同性质的材料因对辐射的吸收或反射性能各异，因此它们的发射性能也应不同。一般当温度低于300K时，金属氧化物的发射率一般大于0.8 。
表面状态的影响
　　任何实际物体表面都不是绝对光滑的，总会表现为不同的表面粗糙度。因此，这种不同的表面形态，将对反射率造成影响，从而影响发射率的数值。这种影响的大小同时取决于材料的种类。
　　例如，对于非金属电介质材料，发射率受表面粗糙度影响较小或无关。但是，对于金属材料而言，表面粗糙度将对发射率产生较大影响。如熟铁，当表面状况为毛面，温度为300K时，发射率为0.94；当表面状况为抛光，温度为310K时，发射率就仅为0.28。
　　另外，应该强调，除了表面粗糙度以外，一些人为因素，如施加润滑油及其他沉积物(如涂料等)，都会明显地影响物体的发射率。
　　因此，我们在检测时，应该首先明确被测物体的发射率。在一般情况下，我们不了解发射率，那么只有用相间比较法来判别故障。而对于电力设备，其发射率一般在0.85-0.95之间。