图1。3热腔反射计原理图
1。2。2。2 积分球反射计
该反射计主要部分是由高反射率材料制成的漫射内表面积分球,适用于测量室温下波长范围为0。25 μm~2。5 μm材料的反射率。其工作原理:使入射光从积分球开口处进入,投射到置于球心的被测样品表面,再由样品表面反射到积分球内表面上,入射光经过球面第一次反射便均匀分布在了球面上,探测器经另一孔口测量球面上的辐射能。以某一己知反射率的标准样品替换被测样品,重复前述过程。两次测得的辐射反射能之比为反射率系数,被测样品的反射率为反射率系数乘以标准样品的反射率。论文网
该方法同样可测定不同方向反射率,只需要使样品或积分球绕轴进行旋转即可。可以通过改变积分球内壁涂层改变其工作波长范围,Willey(1976)在采用粗糙表面涂金层做积分球内壁之后,使得其工作波长扩大至2 μm~20 μm。
1。2。2。3 能量法
该法的基本原理是通过测得样品的辐射功率,由普朗克定律和发射率的定义计算样品表面发射率值。不同类型的黑体结构对应不同的测量方案,总共分为独立黑体方案、整体黑体方案和转化黑体方案三种方案。
a 独立黑体方案
独立黑体方案使用参考辐射源作为标准黑体炉,样品与黑体互不影响 (如图1。4所示),使用辐射能探测器对样品与黑体进行测量[[[] 许进堂,邵阶荪,何延才。热辐射率测试装置的研究。红外技术,1950,(l):14。]]。测定全波长发射率时,可使用热释电等器件或无光谱选择性的温差电堆进行测量,测定样品的光谱反射率时,可使用光子探测器并配以单色滤光片。
图1。4 独立黑体方案
Richmond、Harrison[[[] Tamura N,Takata5。Theral emissivity ofsemitrans Paquefil msofchol estericliqui derystal。APPlied OPties。1978。17(19):305-3053]]等人及刘宝明[[[] 刘宝明,王燕燕,沈志华,殷龙德,曹卫军,王安祥。材料法向光谱发射率测定装置。计量报,1986,7(3):204-2-0。
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]]使用了双光束、双独立黑体炉测量方案提高了实验精度,同时在对被测波段内进行发射率的连续测量时简化了操作过程。两台黑体炉分别为参考黑体炉和比较黑体炉,实验中用旋转样品炉保持温度均匀并且使样品表面的温度稳定,采用双光束分光光度计进行检测,在使得样品炉及两台黑体炉温度相同之后,让两台黑体炉的辐射光束同时进入光度计,然后在测量波段中记录一条100%扫描线,再仅仅使参考黑体炉辐射光束进入光度计,扫描第二次,记录出0%扫描线,重复第一步,通过记录得出第三条扫描曲线,于是有:文献综述
式(1。13)中:Zλ为波长λ处的0%线高度,Hλ为波长λ处的100%线高度, Sλ为波长λ处的样品扫描线高度,这种方案的测量精度可达3%。