科研领域的温度测量最重要的是实验数据的准确性,包括测点温度信息的准确性和测点几何位置信息的准确性。辐射测温主要存在三个问题:一是高温测量即测温上限的扩展问题,二是发射率问题,三是大气透过率对精确测温的影响问题。利用红外测温热像仪对辐射目标进行温度测量时,其测量结果与辐射目标的辐射温度估计值会有较大的偏差,并随温度升高偏差有逐渐增大的趋势。虽然测温热像仪出厂时均经过标定,但其标定多在实验室条件下进行,在实验室环境下标定过的测温热像系统不适宜外场使用。而且,测温软件中应用的大气透过率修正软件也多为标准大气条件,但外场环境复杂多变,测温系统自带软件不能很好地模拟外场复杂大气条件,要实现外场辐射目标的准确测温,必须对测温系统和待测辐射源目标在相同环境、相同距离的条件下进行标定,即对大气透过率参数做二次修正。
红外辐射测温非常依赖于被测物体表面的发射率,又容易受到大气透过率的影响,一般都需要对测量结果进行修正才可得到真实温度。比色测温法采用波长窄带比较技术,能够克服辐射测温方法的诸多不足,即使在非常恶劣的条件下,如有烟雾、灰尘、蒸汽和颗粒的环境,甚至在目标表面发射率变化的条件下,仍可获得较高的精度。
比色测温技术基本克服了红外辐射测温技术必须知道被测物体发射率的缺点,且能在一定程度上消除外界对测温系统的干扰。常用的比色测温法是选定单一的波长,但比色测温系统中的滤光片是存在一定带宽的,也就是说,单一的波长代替带宽来计算物体真温必然存在误差。而且,目前比色测温法主要应用于高温测量,对中低温物体的测量还没有成熟的技术。针对以上问题,考虑在宽波段范围内利用双波段比色测温技术搭建针对中低温测量的双波段比色测温系统,该系统不需要知道目标发射率,也能较为精确地得到中低温物体真温。