休斯顿大学的研究人员，在电气和计算机工程教授鲍金明的领导下，开发了一种用于测量连续光谱的突破性技术。这一进展有望改善热成像和红外热成像，这些方法用于评估和可视化温度分布，无需与被检查物体直接接触。
热像仪和红外温度计是极其灵敏的仪器，能够从远处提供准确的温度读数，这使它们成为军事行动和医疗评估等各个领域的重要工具。这些设备探测红外辐射，这种辐射对人眼是不可见的，并将其转化为可见图像。这些图像上的不同颜色表示温度变化，使用户能够识别热模式和差异。
应用领域：
- 医疗保健：检测炎症和血液循环不良
- 物业检查：识别热量损失、绝缘问题和泄漏
- 国防、安全和监视：在低光照条件下定位个人或动物
- 设备维护：识别过热的机械或电气问题
这些成像技术基于黑体辐射的概念，描述了理想发射体如何根据其温度辐射红外能量。通过捕捉这种红外辐射，这些工具能够提供各种物体和环境的热特性和行为的重要数据。
休斯顿的相关问题
当前的热像仪和红外温度计常常难以提供精确读数，因为它们依赖于发射率——一种衡量物体发射热辐射能力的指标——而发射率会随温度而变化。虽然多光谱技术可以测量不同波长的红外强度，但它们的准确性在很大程度上依赖于所使用的发射率模型。
休斯顿大学的解决方案
“我们新设计的方法利用近红外光谱仪准确测量连续光谱，并将其拟合到理想黑体辐射公式中，”鲍在期刊Device中解释道。“这种方法涉及一个简单的校准过程，去除了依赖于温度和波长的发射率的影响。”
鲍通过测量加热元件的温度展示了他的技术，实现了低于2°C的误差，并评估了在激光照射下催化剂粉末的表面温度变化。近红外光谱仪通过光纤收集加热目标的热辐射，随后由计算机处理。收集到的光谱通过校准响应进行调整，以准确确定温度。
“这种方法解决了传统热像仪和红外温度计在未知发射率情况下的局限性，并揭示了光热催化剂表面温度远高于强光照射下埋置热电偶所记录的温度，”鲍表示。
关键发现：
- 解决了单波长和多光谱热测量的限制
- 涉及一个简单的校准，消除波长和温度影响的发射率
- 提供了广泛温度范围内准确的温度读数
- 揭示了在激光加热下催化剂粉末中的显著温度梯度
“这一技术克服了传统热像仪和红外温度计因目标发射率未知而面临的挑战，并揭示了光热催化剂的表面温度远高于在强光照射下由埋置热电偶测量到的温度，”鲍说。
