紅外熱成像測量火災火焰發(fā)出的紅外輻射

      在森林防火應用中使用紅外熱像儀進行的常見研究通常使用波長窗口的設備。火焰發(fā)出的輻射的光譜急劇變化帶來了新的困難。結果，必須通過光譜分析對發(fā)射進行定量評估，仍然可以使用紅外熱成像攝像機，但是它必須與允許研究光譜發(fā)射的濾光片配合使用。
      已使用等效設置解決了輻射的表征，這些設備旨在測量相同波長范圍內火焰輻射的輻射通量。根據(jù)分析，對火焰發(fā)射的研究提供了輻射發(fā)射功率，總消光系數(shù)或等效發(fā)射率。還進行了一些嘗試，以在實驗室條件下對小燃燒器火焰上的火焰進行光譜表征。例如，提出了紅外熱成像光譜法研究火焰發(fā)射。已經觀察到各種燃燒產物（H2O，CO2，CO，煙灰），從這些觀察中提取了火焰的研究和煙灰特性的信息。

圖為拍攝的圖像

 
      在先前的研究中，目的是研究產生較大的火災，與森林火災相比仍然較小，但已經在室外條件下發(fā)生。觀察托盤中藤蔓分支的火焰，將發(fā)射的輻射記錄為紅外線中波長的函數(shù)。將紅外熱像儀和紅外熱成像光譜儀結合在一起，并使用參考發(fā)射器執(zhí)行專用的校準任務。該研究的一項獨創(chuàng)性是將紅外熱像儀與3個特殊濾鏡組合在一起，這允許隔離特定的波段。因此，這兩個設備（紅外熱像儀和紅外熱成像光譜儀）觀察到的是同一火焰，但它們提供了獨立獲得的互補結果。
      結合紅外熱像儀和紅外熱成像光譜儀的觀測，進行了一系列測量，并用紅外熱像儀同時在可見光下拍照。兩種紅外儀器都證實了2300cm附近二氧化碳的排放量很大，水的重要排放量和煙灰的貢獻量都很弱。因此，燃燒的植被區(qū)域以更強的方式連續(xù)發(fā)射出紅外光。分析表明，火焰的總輻射功率等于溫度為1000K且發(fā)射率為灰色的介質中的一個剛好低于0.3。但是，還應考慮到輻射，因為它來自火焰的底部，對應于燃燒的植物本身的表面，發(fā)出的輻射像1000K的表面，其發(fā)射率等于0.8。紅外熱像儀和紅外熱成像光譜儀的數(shù)據(jù)結果都非常吻合，它們顯示出由于煙灰而產生的微弱輻射，至少在相對較小的火焰范圍內是如此。