一种测量物体发射率的测量系统及方法

摘要

本发明公开了一种测量物体发射率的测量系统及方法，测量系统包括探测器、辐射源和分光镜，探测器置于与被测物体及分光镜同一光路中，辐射源与探测器、分光镜所处光路所在的直线垂直，并与分光镜处于同一直线上；分光镜分别与探测器探测面、辐射源表面成45度角，分光镜处于被测物体与探测器中间光路。所述发射率测量方法涉及同过改变辐射源的辐射量分别测量探测器的输出值，利用发射率推导公式进行计算。本发明系统安装简单，测量光路稳定并且易于调整，操作方便；能够避免绝对测量造成的误差，从而实现发射率的精确测量。

主权项

一种测量物体发射率的方法，其特征在于，测量物体发射率的测量系统包括探测器[1]、辐射源[2]和分光镜[3]，探测器[1]置于与被测物体[4]及分光镜[3]同一光路中，辐射源[2]提供主动辐射，与探测器[1]、分光镜[3]所处光路所在的直线垂直，并与分光镜[3]处于同一直线上；分光镜[3]分别与探测器[1]探测面、辐射源[2]表面成45度角，分光镜[3]处于被测物体[4]与探测器[1]中间光路；辐射源[2]表面入射光线与分光镜[3]反射面成45度角，经分光镜[3]表面反射的光线到达被测物体[4]，光线经被测物体[4]表面反射到达分光镜[3]并经分光镜[3]透射到达探测器[1]表面；所述分光镜[3]固定在支架上，分光镜[3]为半透半反射镜，包括红外半透半反射镜、可见光半透半反射镜和全波段半透半反射镜；所述探测器[1]包括红外热像仪[1‑1]、CCD照相机[1‑2]以及光谱辐射计[1‑3]；所述辐射源[2]采用面源黑体；所述被测物体[4]表面与探测器[1]表面平行；步骤如下：第一步，以辐射源为基准建立探测器的系统响应函数，以t摄氏度为辐射源温度间隔，采样辐射源辐射反映到探测器上的灰度值，温度间隔t满足在[T1，T2]温度范围内有10个或10个以上采样点；第二步，取[T1，T2]区间内的n个采样点，n>=10，用最小二乘法拟合经过n个采样点的探测器输出值，拟合出该探测器的系统响应函数为：，其中V为探测器输出值，L_f探测器本身杂散能量，α为探测器响应度，L为到达探测器表面的有效辐射量；第三步，根据发射率推导公式分别测量辐射源改变前后辐射值及物体辐射输出值；所述步骤三根据发射率推导公式分别测量辐射源改变前后辐射值及物体辐射输出值的方法如下：3.1探测器接收到的有效辐射包括三个部分：目标自身辐射、目标对周围环境反射辐射和大气辐射，到达探测器表面的有效辐射量表达式如下： 其中，L为到达探测器表面的有效辐射量，L₀为目标自身辐射量，ρ为目标反射率，L_s为环境辐射，L_p为大气辐射，大气透过率为1；3.2将探测器系统响应函数及到达探测器表面的有效辐射量表达式进行变化推导得探测器输出值为：其中，令，得探测器输出值为：其中，V₀为只有目标的辐射作用到探测器上时，探测器输出值；V_s为单独环境辐射作用到探测器上时，探测器的输出值；3.3改变辐射源辐射，采用步骤3.2的方法得到另一组输出，将这两组输出进行计算得到反射率为：对于不透明物体发射率与反射率满足。