【正文】 度。假設被測物體表面本身的輻射能量為，被測物體表面反射的環(huán)境輻射能量為，被測物體表面透射的環(huán)境輻射能量，紅外熱像儀所接收到的輻射能量為，則有 （）又設被測物體的發(fā)射率為，反射率為，透射率，環(huán)境輻射能量為，與被測器件表面相同的黑體輻射能量為，則有 （） （）和 （）根據(jù)式（）有 （）又根據(jù)，有 （）設被測物體表面的輻射溫度為，物體真實溫度為，環(huán)境溫度為，環(huán)境的發(fā)射率為則結(jié)合式（）和式（）可得 （）即 （）這樣就找到了被測物體表面的輻射溫度和其真實溫度之間的關系，從而可根據(jù)此關系式對紅外熱像儀進行標定。所以探測器接收到的溫度不是真實溫度，在實際測溫時通常要先用高精度黑體對熱像儀進行標定，找出物體表面的輻射溫度與其真實溫度二者之間的關系，并對此進行修正，這樣才能在最終的成像顯示結(jié)果中得到被測物體的真實溫度。如果將輻射功率看成是波長和對應熱力學溫度的函數(shù)，那么紅外波長范圍下的物體表面單位面積所發(fā)射的各波長的總輻射功率與黑體表面單位面積所發(fā)射的各波長的總輻射功率可分別表示為 （）和 （）又根據(jù)發(fā)射率的定義，有 （）而紅外波長范圍的物體發(fā)射率不隨波長而改變，故可得到 （）所以 （）上述四個公式中，為紅外波長范圍下的物體表面單位面積所發(fā)射的各波長的總輻射功率，為紅外波長范圍下的物體表面單位面積所發(fā)射的單一波長的輻射功率，為黑體表面單位面積所發(fā)射的各波長的總輻射功率，為黑體表面單位面積所發(fā)射的單一波長的輻射功率，為被測物體的發(fā)射率，為所測量輻射對應的熱力學溫度，為斯忒藩常數(shù)。而在紅外波長范圍內(nèi)實際物體的熱輻射可近似看作灰體輻射，灰體接近黑體輻射的程度被稱為灰體的發(fā)射率，且該參數(shù)不隨波長的改變而改變。該定律指出黑體表面單位面積所發(fā)射的各種波長的總輻射功率與其熱力學溫度的四次方成正比。在整個過程中，熱像儀陣列的每個傳感器接受對應于目標上的一個像元，每個像元對應的輸入輻射在焦平面上成像，隨后通過置于焦平面的光電或是熱電系統(tǒng)將每個像元含有的輻射能轉(zhuǎn)換為電信號，再經(jīng)過后置電路的放大及去噪顯示在顯示器上。 紅外熱像儀的測溫原理及理論基礎紅外熱成像技術是在紅外波段3μm~6μm和8μm~14μm兩個大氣窗口，利用場景中物體本身的熱輻射，將熱目標的紅外圖像轉(zhuǎn)換為可見光圖像。2 非制冷紅外熱像儀的測溫原理及其理論基礎紅外熱像儀的測溫方式相比于其他測溫方式相比在以下兩種情況下具有明顯的優(yōu)勢[3]：(1)溫度分布不均勻的大面積目標的表面溫度場的測量；(2)在有限的區(qū)域內(nèi)快速確定過熱點或過熱區(qū)域的測量。適用于對分辨率要求不太高的場合，主要市場在民用領域。主要用于滿足軍事裝備的需要。該項目此次通過驗收為今后以傳感器為核心的光電系統(tǒng)研發(fā)奠定了堅實的基礎，也為后續(xù)相關產(chǎn)品的開發(fā)開拓了更廣闊的天地。近日，中國航天科技集團公司九院771所非制冷紅外熱像儀產(chǎn)品化技術研究項目順利通過結(jié)題驗收，標志著該所從技術、工藝可實現(xiàn)性方面掌握了便攜式紅外熱像儀系統(tǒng)設計方法。國內(nèi)具有較強研發(fā)實力、擁有自主知識產(chǎn)權(quán)、能夠獨立開發(fā)紅外熱像儀后續(xù)電路和圖像處理軟件的民用企業(yè)主要為武漢德高紅外股份有限公司，浙江大立科技和廣州颯特電力紅外技術有限公司等。這些研究單位主要進行探測器陣列及其工藝的研究。這表明我國在非制冷熱成像技術研究上還有很大潛力。該項目采用新工藝制備的鈦酸鍶鋇鐵薄膜材料性能達到國際領先水平。1995年，中國科學院長春光學精密機械研究所利用微機械加工技術研制成功了低成本線列32元、128元硅微測熱輻射計陣列，NETD為300mk，存儲時間為1ms。2002年LETI/CEA給出的資料顯示，個別產(chǎn)品達到與35μm相同的性能。2003年報道的最新資料顯示，35μm像素的320X240焦平面陣列NETD為36mk（50Hz，f/1），熱響應時間為12ms。處于研發(fā)過程的產(chǎn)品有：35μm像素的160X1320X240焦平面陣列和25μm像素的640X480、320X240焦平面陣列。該公司的主要產(chǎn)型號有兩種：UL 01 01 1 型（2001年）和UL 01 02 1 E型（2002年），其焦平面陣列均為320X2像素尺寸為45μm的陣列，填充因子均大于80%，NETD分別為90mk和100mk。LETI/GEA公司從1992年開始從事Si微測輻射熱計的研究，取得了較好的成果，2000年Sofradir從LETI/GEA公司得到技術轉(zhuǎn)讓，開始Si微測輻射熱計的研究。（3）Si電阻型探測器 Si電阻型探測器的主要在商業(yè)和民用上，Raytheon公司生產(chǎn)的160X120芯片，NETD100mK，目前已經(jīng)大批量生產(chǎn)，在世界范圍都有銷售。Raytheon的25μm像素的640X480焦平面性能最高：熱響應時間10ms，NETD平均只有35mk填充因子大于70%，代表了目前電阻型微測輻射熱計發(fā)展的最高水平，但距其NETD為5mk的目標還有一定的差距[4,5]。1999年BAE第一個報道了以640X480焦平面為核心的熱像儀LTC650TM，像素尺寸為28μm，NETD℃。非制冷紅外熱像儀在部隊輕型武器中的應用是美軍用非制冷紅外熱像儀取代第二代FLIR邁出的第一步。同時，BAE公司也在陸續(xù)為部隊提供MicroIRTM系列的輕型武器熱瞄具，配備的武器系統(tǒng)有AA16系列和M136系列、AF4。該型號的探測器在Raytheon vision system，BAE、Indigo、DRS等公司都有生產(chǎn)。薄膜鐵電型探測器（TFFE）正處于研發(fā)階段[2]，設計規(guī)格為320X240，,2002年Raytheon在TFFE上取得新的突破，NETD在90170mK之間，填充因子為55%。生產(chǎn)的W1000系列為典型產(chǎn)品，探測距離可達550m，可用于輕