热成像仪具有非接触、不干扰被测温度场、监视范围大、响应速度快、探测距离远等优点，已经被广泛应用于军事、航天、农业、环保、医学、工业、安全等领域。但现有热成像仪的直接测温结果仅适用于不超过15ｍ的近距离测温，当测温距离增大时，测温精度将无法满足工程实际应用，需要进行温度补偿（以下简称：远距离测温）。在远距离测温过程中，热成像仪与目标之间的测量光路受水蒸气、CO₂、CH₄、粉尘、气溶胶等影响，测量距离越远，测量误差越大，难以满足现场需求。

      矿井火灾是煤矿重特大事故之一，影响着煤矿安全生产。矿井外因火灾一般发生在有电缆、胶带和机电设备的巷道、硐室和采掘工作面。矿井外因火灾监测方法主要有温度、烟雾、气体等传感器监测，分布式光纤测温，可见光和红外图像等视频图像监视等。温度、烟雾、气体等传感器监测矿井火灾，若矿井全覆盖布置传感器，存在着设备数量多、成本高、维护工作量大等缺点；若传感器稀疏布置，远离监测点的火源不能被及时发现。矿用分布式光纤测温适用于矿用电缆和胶带火灾的监测，但存在着光纤易损坏、安装复杂、维护困难等缺点。

       基于视频图像的火灾监测，具有可视化、监测范围广等优点，但可见光和近红外图像在井下受矿灯、车灯、巷道灯等光源干扰大。红外热成像具有可视化、监测范围广、对高温物体敏感、可全面反映监视范围内的温度场信息等优点，但远距离测温误差大，难以满足矿井火灾监测需求。因此，研究热成像仪的远距离精确测温方法，对提高远红外摄像机监视范围和火灾报警准确性，具有重要理论意义和实用价值。针对红外远距离测温误差随测温距离变化大的问题，诸多学者对影响测温误差的因素进行了分析，并提出了不同的测温补偿方法。但是鲜有关于矿井红外测温距离与测温误差的分析和通过红外热成像灰度反演的精确测温方法的研究报道。

       为实时监测煤矿井下高温热源，及时发现矿井火灾并报警，分析了矿井红外热成像远距离测温误差，提出了矿井红外热成像远距离精确测温方法，并通过了试验验证。建立了热成像仪接收的单波辐射照度与图像灰度之间的函数关系，得到了热成像仪的辐射测温公式。

      通过对矿井空气中主要成分的体积分数和红外吸收强度的分析，确立了影响矿井红外热成像远距离测温精度的环境参数，分析了辐射路径中水蒸气、CO₂、SO₂和CH₄吸收、粉尘散射对红外测温精度的影响。

       结合测量环境条件，对矿井空气透过率进行实时修正，并根据水蒸气、CO₂、SO₂、CH₄的吸收衰减和粉尘的散射衰减，构建了矿井空气总透过率与辐射测温距离的衰减模型；结合热成像仪的辐射测温公式、热成像仪接收的单波辐射照度与图像灰度之间的函数关系和矿井气体和粉尘的衰减模型，提出了红外热成像的远距离精确测温方法，并进行了试验验证。

       结果表明：提出的精确测温方法测得的物体温度比辐射温度更接近于物体真实温度；目标表面温度变化对测温精度的影响较小，测温路径中的辐射衰减对测温精度影响较大；随着测温距离的增大，红外辐射的总透过率逐渐减小；在35m测温处，热成像仪自带算法测得的平均相对误差为12.22%，精确测温方法测得的平均相对误差为2.85%，温度测量误差大幅下降。