1.3 本书的主要研究内容

红外辐射测温主要受被测物体表面发射率的影响，但反射率、大气温度、环境温度、测量距离和大气衰减等因素的影响也不容忽视，这些直接影响了测温的准确性，当然也影响了测温仪在一些领域中的应用。特别是物体表面发射率这一参数，如果估计不准，对测温准确性的影响非常大。本书将深入研究红外辐射测温的相关理论、方法、关键技术及系统校准方法，为目标表面温度的精确测量和后续的宽波段比色测温法的研究奠定坚实的理论和技术基础，同时也为宽波段比色测温系统的应用研发提供一定的实验基础。本书研究的主要内容包括以下7个方面。

（1）热辐射理论和红外辐射测温系统的研究。根据普朗克定律，系统分析各种因素对红外热像仪测温的影响，给出在测量物体表面温度时被测物体表面发射率、吸收率、大气透过率、大气温度和环境温度误差对测温误差的影响关系，为精确测温提供理论基础。

（2）建立红外辐射测温模型。根据热像仪接收到的被测目标的有效红外辐射，建立辐射测温方程，将要进行目标温度场到等效温度场（部分辐射温度）的建模方法研究。通过对被测物体表面发射率、反射率和透射率关系的研究，并结合红外物理中的三大辐射定律得到被测物体表面的有效辐射，建立热像仪内部的校准曲线，为红外热像仪的精确测温提供保证。

（3）红外热像外场精确测温方法的研究。为了达到准确测量未知辐射源目标辐射温度的目的，对大气透过率进行二次标定，利用二次修正系数对未知辐射源测量值进行修正。

（4）建立宽波段比色测温模型。根据热辐射理论和比色测温原理，系统分析了各种因素对比色测温系统的影响，如测试环境、探测波长及光学系统响应波段等。

（5）搭建宽波段比色测温实验平台。借用国防科技工业光学一级计量站的标准装置对实验系统的主要器件进行标定，实现实验平台的校准。在恒温20℃、恒湿50%条件下，用面源黑体对搭建的宽波段比色测温实验平台进行校准。根据实验结果，论证实验原理的正确性，证明宽波段比色测温实验系统的可行性，为宽波段比色测温系统的精确测温提供保证。

（6）利用宽波段比色测温实验平台对水、燃烧的蜡烛、可控温电热炉等实物进行温度测量，实验测试结果验证了宽波段比色测温系统的实用性和准确性。

（7）搭建疫情防控监测系统。该系统以树莓派 4B 为主核心板，搭配多功能AI扩展板、结合Open CV计算机视觉库，以及语音、视觉识别处理、网络编程等技术，利用该装置能够实现行人面部口罩识别、人体温度检测、目标检测、身份验证等功能。