第32卷，第10期 2012年10月
光谱学与光
谱
分析
Spectroscopy and Spectral Analysis
基于光谱响应定标的辐射测温方法
辛成运，程晓舫，，张忠政
中国科学技术大学热科学和能源工程系，安徽合肥
230027
Vol. 32,No. 10, pp2735-2738
October，2012
摘要辐射测温是通过测量物体发出的辐射来反演温度，辐射测量方程中含有与空间位置相关的非光谱参数，通常雷通过辐射标定予以确认。面该研究将非光谱参数归人有限项级数形式的光谱发射率中，这既不会影响多通道测温方程组的封闭性，又不会影响真温求解，从而在无测量数据归一化的条件下，实现了无需空间位置标定的辐射测温，该方法仅需要标定仪器的绝对光谱响应或相对光谱响应，但不能解得发射率。以两个特例分别对多波长测温方法和多谱段测温方法的求解特性进行了研究。结果表明：对于任意的测量矢量，有效波长不相同的多波长测温唯一解是存在的；而多谱段测温时，存在无解区域，双解直线，其至可
能存在三解直线。关键词
多波长；多谱段；辐射测温；发射率；光谱响应
中图分类号：0432.1
引言
文献标识码：A
DOI; 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2012)10-2735-04
戴景民等[9详述了基于式(3)的多波长测温方法数学模型的建模方法。基于检定常数的数学模型需要对各通道的检
辐射测温14)通过测量物体发出的辐射来反演温度，必然涉及两个方面，一是被测目标向测量传感器的输射传输，这种传输可在真空和有吸收性质的介质空间内进行；二是到达传感器的辐射向测量的物理转换，亦即光电传感。透镜成像条件下，辐射测量方程S-7可写为
F)eca,T,)L(,Td
V=i
(1)
其中，F(a)为测温仪器的绝对光谱响应函数；ε(入，T,0,,3) 为被测物体表面的光谱发射率；Ⅱ为非光谱参数，是空间几何位置的函数；（入，入）为光谱响应函数F(a)的上下限波长。
式(1)中，黑体光谱辐射强度(")的函数表述为
C/
ICa, T)(exp[G/T)}-1)
其中，C和C分别为第一和第二辐射常数。
(2)
非光谱参数Ⅱ是空间几何位置的函数，程晓舫等指出当进行发射辐射的绝对测量时，需对Ⅱ进行标定，特别是温度场测量时，需对每个目标测量点逐一进行标定。
当，→+入且入E（，)时，由式(1)可得单色辐射测量方程[2
V, =F()I, (, T,0,p,) =Ae(, T,,),(, T)
(3)
收搞日期：2012-04-17，修订日期：2012-07-18
定常数A进行标定，面基于参考温度的数学模型，则是把测量式(3)和A，标定式进行联立求解，是间接对检定常数进行标定。由式(3)可见，A是F(a)与Ⅱ和乘积，也是空间位置的函数，这就要求测温必须在标定条件下实施，并且温度场测量时，需对各目标测量点的A逐一进行标定。
鉴于非光谱参数Ⅱ对辐射测温的影响，程晓舫和符泰然等5-7,61提出了三谱段的谱色测温法，该方法把测量信号进行归一化处理，避免了对非光谱参数Ⅱ的标定。本研究提出一种非归一化方法，直接将非光谱参数Ⅱ归人到伪发射率模型的待定系数中，从面实现了无需辐射标定的辐射温度测量，并分别错述了该方法在多波长和多谱段测温中的应用。
1
基于发射率构建的多通道测温方法
考虑具有连续辐射的物体，光谱发射率通常根据函数通
近理论写成波长的有限级数项来实现温度的封闭求解，
e(, T,o,,β) = a(T,,,β) +a(T,o,$,)+..*
+a-(T,,,β)*1
Ine(, T,9.,β) a(T,9.,p) +a, (T,0,,p)+
+am1(T,,$,β)I
(4)(5)
式(4)和式(5)是待定系数法构建的发射率模型，其中待
基金项目：国家自然科学基金项目(50976112)资助
作者简介：辛成运，1982年生，中国科学技术大学热科学和能源工程系博士研究生
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