当采用波段测温时，发射率应该为带通发射率。
当物体温度为 T 的带宽 Δλ 辐射能与黑体温度为 Tb 的
带宽 Δλ 辐射能相等时，有
∫ ∫ εΔλ
c1 λ －5 ec2 － c2 / λTb
dλ 1
Δλ
Δλ
（ 2）
式中： c1 为第一辐射常数，3. 734 × 10 － 16 W·m2 ； εΔλ
或黑体炉的改进产品作为检定红外温度计的辐射源，造
成不同工作波长的红外温度计显示的温度不一样，距离
的远近聚焦位置微小的变化，都使红外温度计的温度示
图 1 辐射温度计检定和校准正确的聚焦光路图
值不同，并且没有重复性。产生该问题的原因在于黑体 炉。黑体炉的腔口面积与腔体表面积之比过大，黑体内
腔口较近处才能满足要求。
时的实际值和偏差。
通过 （ 2） 式计算当黑体的发射率为 0. 995，黑
体温度为 1000℃ 时，亮度温度为 998. 0℃ 。所以黑体
发射率不为 1，修正值约为 2. 0℃ ，温度计在 1000℃ 点
的实际温度为 996. 4℃ + （ 1000 － 999. 2） ℃ + 2. 0℃ =
999. 2℃ ，偏差为 － 0. 8℃ 。
4 结束语
本文总 结 了 在 检 定 辐 射 温 度 计 的 过 程 中， 黑 体
炉、聚焦和 发 射 率 对 检 定 结 果 的 影 响 及 一 些 解 决 方
法，以供参考。
［参考文献］
［1］ JJG 856—1994，500℃ 以下工作用辐射温度 计 检 定 规 程
［S］ .
［2］ 崔志尚 . 温度计量与测试 ［M］ . 北京： 中国计量出版
71 － 15） mm /2 1500mm
，经计算得
L≈447mm
因此，在腔口直径为 40mm 的黑体上检定该红外温度
计，检定距离应该在 447mm 之内。
3 黑体发射率问题
在校准辐射温度计时，将辐射温度计的测量发射
率调节到 1。如果黑体发射率不是 1，再用接触式标
准作为标准，得出的黑体温度值该如何处理呢？
温度计的准确性的因素比较多，文章对在检定辐射温度计过程中应该注意的问题进行了论述，并给出一些计算方法。
［关键词］ 辐射温度计； 影响； 发射率； 修正
［中图分类号］ TH811
［文献标识码］ B
［文章编号］ 1002 － 1183 （ 2013） 02 － 0017 － 02
10 年前，辐射温度计（ 主要指红外温度计） 使用得较
在图 1 （ a） 、 （ c） 所示为不调焦的辐射温度计， 光路为调焦到腔底； （ b） 可调焦，聚焦到腔底。对于 聚焦位置的确定应该为： 来自黑体的辐射，能充满辐
辐射温度计的最小测量目标、距离系数、测量光路和 黑体腔口直径有关，下面举例说明。
（ 1） 可调焦 例： MIKRON 可调焦红外温度计，带可视目镜，具体 参数为： 距离系数： D /50； 使用镜头 XZ － 1： 400 mm ～ ∞ 。 如果使用腔口直径为 40mm 的黑体进行 检 定， 因为镜头为远焦距，最小距离为 400mm，将红外温度
因为 d = 14mm ＜ 40mm （ 腔口直径） ，故满足检定要 求。在检定时将调焦位置置于 700mm 处。
值得注意的是，对于近距离辐射温度计，其光路 为倒梯型，即在光路中，测量目标的直径最小，其余 的位置直径均大于目标直径，因此需要计算在整个的 光路中，有无遮拦光路的地方，包括黑体腔口。
（ 2） 不调焦 不调焦就是焦距固定不可再调焦聚焦。如图 2。
通过 （ 1） 式计算当黑体的发射率为 0. 995，黑
体温度为 600℃ 时，亮度温度为 599. 7℃ 。所以黑体
发射率不为 1，修正值约为 0. 3℃ 温度计在 600℃ 点的
·18·
实际 温 度 为 598. 5℃ + （ 600 － 599. 6 ） ℃ + 0. 3℃ =
599. 2℃ ，偏差为 － 0. 8℃ 。
根据辐射传热的基本定律，当物体温度为 T 的光
谱辐射能与黑体温度为 Tb 的光谱辐射能相等时有
ελ （ ec2 /λTb － 1） = （ ec2 /λT － 1）
（ 1）
式中： ελ 为物体的光谱发射率； e 为自然对数的底数；
c2 为第二辐射常数，1. 4387 × 10 － 2 m·K。
已知 ελ、T、λ 求 Tb 使用数值计算的方法求解。
该方法适用于单光谱测温。
例 1： 如果黑体发射率为 0. 995，在 600℃ 检定工
作波长为 1μm 的辐射温度计，发射率不是 1 的修正值
是多少？ 如 果 检 定 时 接 触 式 标 准 温 度 计 温 度 显 示
599. 6℃ ，温度计的显示值为 598. 5℃ 计算在 600℃ 时
的实际值和偏差。
用（ 1） 式计算出标准在 1000℃ 时为 999. 1℃ 。用
（ 2） 式计算出被检温度计亮度温度为 998. 0℃ ，所以修
正值为 2. 0 － 0. 9 = 1. 1℃ ，实际值为 996. 4℃ + （ 1000 －
999. 2） ℃ + 1. 1℃ = 998. 3℃ ，偏差为 － 1. 7℃ 。
表面的加工工艺和涂层稳定性不好，黑体腔温度均匀性 2. 2 聚焦位置的确定
不好，都会导致黑体的发射率过小，达不到要求。
聚焦位置的确定，也就是如何确定辐射温度计的
2 聚焦问题
检定或校准的距离。检定或校准的距离如何确定，与
2. 1 聚焦位置 根据有关辐射温度计的计量检定规程，要求检定
或校准时辐射温度计光路应该聚焦到黑体的腔底。正 确的聚焦光路如图 1 所示。
=
700mm 50
= 14mm
［收稿日期］ 2012 － 03 － 21
［作者简介］ 谢 鹏 （ 1978 － ） ，男，广东揭阳人，工程师，毕业于武汉化工学院，从事热工计量工作。
工业计量 2013 年第 23 卷第 2 期
·17·
计量测试与检定
METROLOGY TEST TECHNOLOGY ＆ VERIFICATION
为物体的带通发射率。
已知εΔλ、T、Δλ，求 Tb 使用数值计算的方法求 解。该方法适用于波段光谱测温。
例 2： 如果黑体发射率为 0. 995，在 1000℃ 检定
工作波长为 3 ～ 5μm 的辐射温度计，发射率不是 1 的修
正值是多少？ 如果检定时接触式标准温度计温度显示
999. 2℃ ，温度计的显示值为 996. 4℃ ，计算在 1000℃
如果使用辐射温度计作为标准，修正方法与标准
辐射温度计的工作波长有关，下面举例说明。
例 3： 黑体发射率为 0. 995，在 1000℃ 检定工作波长
为 3 ～ 5μm 的 辐 射 温 度 计，检 定 时 使 用 工 作 波 长 为
1. 6μm 的标准辐射温度计，标准温度为 999. 2℃，温度计的
显示温度为 996. 4℃，计算在 1000℃时的实际值和偏差。
少，红外温度计的检定工作在大多数计量检定机构都还
没有展开，随着红外温度计使用数量的增加，其检定工
作开始被重视，尤其是近 5 年，大多数省级计量检定机构
都建立了检定红外温度计的计量标准。在检定辐射温 度计过程中应该注意如下问题［1 ～ 3］。
1 黑体问题
在国内刚开始开展红外辐射温度计检定工作时，由
于大家对所使用的黑体炉不太了解，有许多使用黑体炉
图 2 不调焦红外温度计光路图
其检定距离该这样确定： 根据图 2 所示的梯形光路图
计算辐射温度计的镜头处的直径 x 为
（
127 － x） 3000
/2
=（
71 － x） 1500
/2
，经计算得
x = 15mm
得出镜头处的直径为 15mm，再根据镜头的直径计算
出距离 L 为
（
32
－ 15） L
mm /2=（
DOI:10.13228/j.boyuan.issn1002-1183.2013.02.015
METROLOGY TEST TECHNOLOGY ＆ VERIFICATION
计量测试与检定
检定辐射温度计过程中应该
注意的问题
谢鹏
（ 广州计量检测技术研究院，广州 510030）
［摘 要］ 辐射温度计近些年来使用得越来越多，使得许多省市计量机构都建立了检定该测温仪的标准。由于影响辐射
社，1998.
［3］ 李吉林，肖 功 弼，俞 伦 鹏 . 辐 射 测 温 和 检 定 / 校 准 技 术
［M］ . 北京： 中国计量出版社，2009.
［编辑： 谢永善］
Industrial Measurement 2013 Vol ．23 No ．2
射温度计的视场，该位置就可以作为聚焦位置，也就 计放在距离腔底 700mm 处观察合适否？
是辐射温度计的检定位置。
首先定义从镜头到腔底的距离为 D，焦距为 F，
目前使用的大多数红外温度计的视角比较大，按 测量目标的直径为 d，计算公式如下：
照上述的方法和图 1 的光路，大部分在温度计镜头距
d=
D f