变温度材料表面发射率的能量法测量技术研究
关键词 半球发射率 热电偶 稳态卡计法 测量误差Title Title Title Title Technology research on measuring the hemispherical
emittance of thermochromic material
Abstract Abstract Abstract Abstract
The technology of hemispherical emissivity measurement is reviewed .The
optical method and calorimetric method were compared and analyzed .The
measurement theory of hemispherical emissivity measurement technology
based on a steady-state calorimetric bolometer is introduced .Make a t-type
thermocouple and calibrate it.Through careful design, a steady-state
calorimetric bolometer was constructed. The apparatus is described in
detail.This apparatus can measure the total hemispherical emittance of
materials in the temperature range from 173k to 373 K. The apparatus are
presented in detail and gived the error analysis of the measurement. Got
a good conclusion.
Key words hemispherical emittance thermocouple steady-state
calorimetric method measurment error目 目 目 目 录 录 录 录
1 引言 1
1.1 发射率的定义 1
1.2 发射率测量的意义 1
1. 3 发射率测量方法 1
1. 4 法向发射率的测量 2
2 测量原理 5
2.1 导热损失 w ire Q 的计算 . 7
2.2 剩余气体的对流和传导引起的热损 gas Q 7
2.3 样品边缘的能量辐射 8
3 测量系统设计 8
3.1 真空腔设计 8
3.2 真空泵的选取 9
3.3 真空泵与真空腔之间管路设计 10
3.4 误差分析 10
3. 5 样品的结构及薄膜加热器功率计算 11
3. 6 系统传热性能参数计算 12
3. 61 外部传热性能参数计算 12
3. 62 内部传热性能参数计算 13
4 实验过程及数据分析 14
4.1 实验过程及实验装置图 14
4.2 数据处理及分析 20
结 论 23
致 谢 24
参 考 文 献 25
1 1 1 1 引言引言引言引言
1.1 1.1 1.1 1.1 发射率的定义 发射率的定义 发射率的定义 发射率的定义
发射率是实际物体与同温度黑体在相同条件下的辐射能量之比 ， 这里的相同条件
是指相同的几何条件 ， 如发射辐射面积 、 测量辐射功率的立体角大小和方向 ， 相同的
光谱条件，如测量辐射通量的光谱范围等 [1] 。
1.2 1.2 1.2 1.2 发射率测量的意义 发射率测量的意义 发射率测量的意义 发射率测量的意义
材料的发射率是红外辐射加热器件的一个重要参数，是衡量产品质量的标准之
一，也是研究辐射热传递和热损耗问题时最关心的参数之一 [2] 。在辐射测温学中，
该参数对于准确确定材料的实际温度具有重要意义 [3] ．在航天、航空、国防、科学
研究及工农业生产等领域材料的发射率具有重要的研究意义和应用价值 。 因此 ， 有关
材料发射率的研究是促进现代科技进步的一个重要课题。
1.3 1.3 1.3 1.3 发射率测量方法 发射率测量方法 发射率测量方法 发射率测量方法
根据测量原理的不同 ， 大致可将测量方法分为卡计法和光学法 [ 4,5] 。 卡计法是
通过测量物体温度或温度变化来进行的，又包括瞬态卡计法 ( 非稳态 ) 和稳态卡计法
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