发射率测量的历史研究现状和发展前景
时间:2017-02-10 20:07 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 关于发射率测量技术的研究可以追溯到二十世纪 30年代 ,七十多年来 ,各国学者 提出各种发射率测量方法和装置 ,对各种物质的辐射特性作了大量测定工作 ,有关数据已经汇编成册供使用者查阅.但是由于材料发射率与材料组份、 表面状况及所处的温度和考察的波长有关,所以建立完备的发射率数据库是不可能的,而且测量的精度和重复性都不尽人意。特别是军事、国防、材料科学及能源领域的快速发展 ,现有的数据库无法满足需求 ,迫切需要建立精确快速的发射率测量装置 ,对这些材料进行测量 。5675 1984年刘宝明等人 采用分光光度计研制成功了发射率测量装置 ,波长范围: 2.5～25μm； 温度范围: 400～1000℃；精度: 3～5% ,测量时间 (不含加热时间):几分钟。 2000年 J . Ishii和 A. Ono 基于傅里叶红外光谱仪研制成功了低温光谱发射率测量装置.采用了一个简单的 Michels on干涉仪 ,光谱范围: 5～12μm,温度范围: - 20～100℃,测量的不确定度 1% ～3%,测量时间:几秒。 2005年作者 等采用傅里叶光谱仪研制成功了粒子辐射测量装置 ,装置中采用了日本 JASCO的FT/ I R - 660型光谱仪 ,光谱范围0.66～25 μm,温度范围 100～1500℃,可以测量粒子的发射率和粒子透过率等参数. 王新北 ,萧鹏,戴景民 基于傅里叶红外光谱仪成功研制了固体材料光谱发射率测量装置 ,它由一个试样加热炉、一个参考黑体炉、水浴环境腔体及真空系统等组成 ,可以实现 100～1500℃ 及光谱 0.66～25μm范围内固体材料光谱发射率测量.参考黑体用于对系统的标定 ,水浴环境腔体和真空系统用来消除环境和大气的影响.装置调试后对某种航天用材料做了测试实验 ,得到了很有规律的结果.估计了系统的不确定度:发射率不确定度小于2.27% (3δ,ε= 0 . 9) , 6.80%(3 δ,ε= 0.3)。 Sangho Jeon等人 研究的通过两基板的方法在高温下一次同时测得半透明材料的发射率，透光率，反射率，这三个量可通过基板的发射率和来自被样板加热的样品的辐射的表观辐射率获得。这个两基板方法是通过测量不同厚度的氧化铝样品与传统方法进行比较，结果对于所有的样品都很好的相符。这个方法将会对测量多孔陶瓷材料的光学性质的温度依赖性有用。 Geun Woo Lee等人 研究的使用双基片方法对半透明材料氧化铝的法向和定向的光谱发射率测量，使用一种新的测量方法，称为两基片的方法，来测量半透明材料的红外光学特性参数，该方法是基于基板热方法的局限性。发射度的不确定度是通过标定方法（黑环境），相位校正，温度测量，样品表面的背景辐射的反射，和源大小的影响进行评估的。氧化铝样品在300℃、4μm的情况下，最大相对组合的相对不确定度（K = 1）小于4.3％，最小的值是在10μm的情况下小于0.57％。 测量半透明材料的辐射特性参数有许多传统方法，例如： 积分球法[19]（图1.1）。当光线照射到样品上时，一部分光在样品表面产生镜面反射，该光线反射角等于入射角，满足反射定律。另一部分光经过折射进入样品内部经样品折射、散射和吸收后，最后光线由样品表面辐射出来，这部分光由于散向各方而成为漫反射。积分球又称为光通球，是中空的完整球壳，内壁涂有白色漫反射层，反射层通常是BaSO4或聚四氟乙烯，球内壁涂层涂敷均匀。使用积分球测量，可以保证所有的反射光、透射光都进入积分球并被光谱仪接收，大大的提高了测量的精确度。在测量材料的反射率时（图1.1（a）），第一步把标准反射板放置在后半球开口处，此时光源从前半球开口处引入积分球球体内，光打在标准板上经过反射四散到积分球球体内部，此时可测得数据一；第二步把标准板替换成待测样品，重复步骤一，可测得数据二，由这两个数据即可得出待测样品的反射率。测量材料的透射率时（图1.1（b）），首先将前半球开口用标准反射板封住，使光源直接通过后半球开口进入球体内部，此时得出数据一；然后在后半球开口处放置样品，光源打在样品上，此时测出数据二，由这两个数据就可得出材料的透射率。然后根据基尔霍夫定律（ ）可得出样品的定向发射率。虽然积分球法比较简单方便，但是它仅限于室温。 (责任编辑：qin) |