基于积分球反射及透射的半透明材料光谱法向发射率测量方法

摘要

基于积分球反射及透射的半透明材料光谱法向发射率测量方法，属于高温材料热物性测量技术领域。本发明为了解决现有半透明材料在近红外波段的法向发射率测量方法的测量过程复杂，并且测量结果误差大的问题。它将半透明待测试件固定在积分球的试件口处；将激光器固定在积分球的激光入口处，并将激光器输出激光束的中心对准半透明待测试件内表面的中心位置；将激光功率计探测器的探头固定在积分球的探测器口处；分别对半透明待测试件的反射率和透射率进行测量，继而根据基尔霍夫定律得到半透明待测试件的光谱法向发射率。本发明用于测量半透明材料的光谱法向发射率。

主权项

一种基于积分球反射及透射的半透明材料光谱法向发射率测量方法，其特征在于，它包括以下步骤：步骤一：将半透明待测试件固定在积分球的试件口处；将激光器固定在积分球的激光入口处，并将激光器输出激光束的中心对准半透明待测试件内表面的中心位置；将激光功率计的探头固定在积分球的探测器口处；步骤二：预热激光器，同时加热半透明待测试件至设定实验温度后，打开激光功率计开关，待激光功率计示数稳定后，记录此时未有激光照射时，激光功率计探测到的半透明待测试件的第一辐射能量值E′_r；步骤三：使激光器发射激光束照射半透明待测试件，待激光功率计示数稳定后，记录此时激光功率计探测到的半透明待测试件的第二辐射能量值E_r；步骤四：将激光器移至半透明待测试件外表面侧，使激光束沿垂直于半透明待测试件表面方向透射进入积分球，同时将积分球的激光入口用球塞封闭，该球塞与积分球的材质相同，待激光功率计示数稳定后，记录此时激光功率计探测到的半透明待测试件的第三辐射能量值E_t；步骤五：移走半透明待测试件，保持步骤四中激光束的入射方向不变，待激光功率计示数稳定后，记录此时激光功率计探测到的半透明待测试件的第四辐射能量值E_t0；步骤六：再将激光器固定在积分球的激光入口处，并将反射率为ρ₀的标准反射体固定在积分球的试件口处，使激光器发射激光束照射标准反射体内表面的中心位置，待激光功率计示数稳定后，记录此时激光功率计探测到的标准反射体的第五辐射能量值E_r0；步骤七：再关闭激光器，待激光功率计示数稳定后，记录此时激光功率计探测到的标准反射体未有激光照射时的第六辐射能量值E′_r0；步骤八：根据基于积分球的反射率计算公式，由第一辐射能量值E′_r、第二辐射能量值E_r、第五辐射能量值E_r0和第六辐射能量值E′_r0，计算获得半透明待测试件的反射率ρ_B；步骤九：根据基于积分球的透射率计算公式，由第三辐射能量值E_t和第四辐射能量值E_t0，计算获得半透明待测试件的透射率τ；步骤十：根据基尔霍夫定律，由半透明待测试件的反射率ρ_B和半透明待测试件的透射率τ计算获得半透明待测试件在设定实验温度下的光谱法向发射率ε。