米松涛, 张玉存, 付献斌, 颜 方, 孔 涛

(1.燕山大学，河北 秦皇岛 066300； 2. 河北环境工程学院，河北 秦皇岛 066300)

1 引 言

红外测温是一种广泛应用的非接触测温方法。相比其他测温方法,红外测温有非接触、非侵入、实时在线、无有害辐射、提供二维温度分布等优点[1]。然而,红外测温在工业应用过程中,测量结果容易受到多种因素的影响,如设备自身因素[2]、测量角度[3]、测量距离[4]、周围环境[5]、表面发射率[6]、被测物温度[7]等。针对这些影响因素,国内外学者进行了大量研究,推动了红外测温的发展。

在工业应用红外测温时,被测物体的表面粗糙度是影响红外测温精度的主要因素[8]。表面粗糙度影响红外测温精度的研究包括理论和实验两方面。

在理论研究方面,Ke W等[9]基于几何光学(geometrical optics,GO)分析了物体表面入射角、均方根偏差与相关长度的比值、均方根偏差与波长的比值对红外发射率的影响;Dai S S等[10]构造2个端元的线性最小二乘光谱反卷积红外发射率模型,提高了对表面约束条件差的目标的红外发射率测量精度;Berger J A等[11]基于时域有限差分Maxwell解算器模拟,分析了表面高度和坡度的粗糙度组合参数与红外发射率变化相关性。这类方法研究了粗糙表面的局部特征参数对红外发射率的影响,但对完整粗糙表面的红外发射率仍有不足。针对几何近似法中对粗糙纹理表面整体特征参数分析不足,Sta B等[12]基于Agababov粗糙函数建立了简单粗糙因子与铝表面光谱发射率分析模型;Jo H等[13]基于基尔霍夫定律计算模型,对多重叠加余弦函数傅里叶级数的粗糙表面发射率分析;Xu Y等[14]基于阿加巴波夫粗糙度函数改进的发射率模型,以推断具有不同表面粗糙度的样品发射率。……