摘自?a >兰贝特定律及U外温瞄准方向 (qq.com)?/span>
兰贝特定律,又称之ؓ余u定律?/span>
从兰贝特定律指出了黑体辐能量在I间的分布规律,同时也说明了U外温需要遵循的温瞄准方向?/span>
基本问题
l常我们会碰到客户问Q用U外温仪或U外热像仪测量一个物体的温度Q应该怎么安装U外温仪或U外热像仪呢Q?/span>
换言之,是怎么安装U外温仪或U外热像仪,和被物体之间的角度是多,才能准确温呢?
黑体辐射的基本规?/strong>
我们可以从相关书c上很容易找到这些热辐射和黑体辐的基本规律和特性:
1. 斯忒?玻耛_曼定律:
黑体?/span>辐射?/span>?/span>斯忒?玻耛_曼定?/strong>来确定,辐射力与温度T的四ơ方成正?
斯忒?玻耛_曼定?/strong>计算的是l对黑体表面所辐射的总能量?br/>2. 普朗克定?br/> 黑体辐射能量按L长的分布服从普朗克定?/strong>?br/>3. 兰贝特定?br/> 黑体辐射能量按空间方向的分布服从兰贝特定?/strong>Q?br/>4. l恩位移定律Q?/strong>
黑体的光p力有一个峰|与此峰值值相对应的L?/span>λm?/span>l恩位移定律定Q随着温度的升高,λm向L长短的方向移动?/span>
兰贝特定?余u定律)
q面几何中,通常用^面角来表C某一方向的空间所占的大小Q其单位为弧度。类似地Q在三维I间中,?/span>立体?solid angle)Ω?/span>微元立体?em style="-webkit-tap-highlight-color: transparent; margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;">dΩ?/span>表示某一方向的空间所占的大小Q?/span>
(1)
(2)
?Q微元立体角和半球空间几何参数的关系
上图中,φ为经度角(azimuthal angle), θ为纬度角(latitudinal angle)?span style="font-size: 15px; font-family: arial, helvetica, sans-serif; -webkit-tap-highlight-color: transparent; margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; color: rgb(61, 170, 214);">r为半球半径,Ac?span style="font-size: 15px; font-family: arial, helvetica, sans-serif; -webkit-tap-highlight-color: transparent; margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; color: rgb(61, 170, 214);">Ω对应的面U,dAc?span style="font-size: 15px; font-family: arial, helvetica, sans-serif; -webkit-tap-highlight-color: transparent; margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; color: rgb(61, 170, 214);">dΩ对应的微面积?br style="-webkit-tap-highlight-color: transparent; margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;"/>I间的方向可以用该方向的l度角与U度角来表示?br style="-webkit-tap-highlight-color: transparent; margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;"/>昄Q要说明黑体向半球空间辐出ȝ能量按不同方向分布的规律Q只有对不同方向的相{的立体角来比较才有意义?br style="-webkit-tap-highlight-color: transparent; margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;"/>立体角的单位UCؓI间度,通常Cؓsr?/span>
(3)
q个公式是实验测定的。它表明Q面UؓdA的黑体微元面U向围绕I间U度?/span>θ方向的微元立体角dΩ内辐出ȝ能量?/span>dΦ(θ)?/span>
q里I为常敎ͼ?/span>θ方向无关。这个公式还可以表达为:
(4)
q里dAcosθ可以视作从θ方向看q去的面U,UCؓ可见面积。参见下图:
上式左侧物理量是从黑??单位可见面积发射出去的落到空间Q意方向的单位立体角中的能量,UC?span style="font-family: arial, helvetica, sans-serif; -webkit-tap-highlight-color: transparent; margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; color: rgb(172, 57, 255);">定向辐射强度(Directional radiation intensity)?/span>
?4)表明黑体的定向辐强度是个常?与空间方向无兟?/span>q就是黑体辐的兰贝特定?/strong>?/span>
注意Q定向辐强度是以单位可见面U作为度量依据的Q如果以单位实际辐射面积为度量依据,则就是式(3)所C的l果?/span>该式表明Q黑体单位面U辐出ȝ能量在空间的不同方向分布是不均匀的,按空间纬度角θ的余弦规律变化;在垂直于该表面的方向最?/strong>Q?/strong>?/strong>与表面^行的方向为零Q这是兰贝特定律的另一U表达方式,UCؓ余u定律?/strong>
q就告诉我们Q?/span>要采用红外测温A、红外扫描热像A、红外热像A对红外辐进行测温,那么瞄准被测物体或辐体的方向,需遵@兰贝特定?/span>。换a之,
最准确的测量瞄准方式,是红外镜头垂直于被测物体或辐体(在垂直于该表面的方向最?/strong>)Q?/span>
是与被物体或辐射体的方向qQ获得的辐射能量p?而与表面q的方向ؓ?/strong>)Q?/span>
而其它瞄准方向所获得的红外能量和U度角θ的余u值cos(θ)相关?/span>
兰贝特定?Lambert Law)Q又UCZ弦定律,又翻译成朗伯定律?/span>