基于红外测温仪的材料发射率测量方法

摘要

基于红外测温仪的材料发射率测量方法，属于高温不透明材料热物性测量技术领域；本发明是为了解决现有材料发射率测量方法的测量结果精确度差、使用复杂和测量速度慢的问题；本发明首先使用红外测温仪对黑体炉的温度进行测量，并通过计算得到红外测温仪接收的杂散辐射能，然后使用热电偶测温仪对待测材料所制成的试件表面温度进行测量，得到了试件表面的真实温度；本发明设计实现了在五种设定红外测温仪发射率条件下使用测量试件表面温度，得到五个测量温度值，利用五个设定发射率和五个测量温度值代入计算公式得到五个材料发射率，并取其平均值获得待测材料发射率，本发明主要应用在高温不透明材料发射率测量技术领域。

主权项

1.基于红外测温仪的材料发射率测量方法，其特征在于，它是采用红外测温仪(1)、热电偶探头(4)、热电偶测温仪(7)、黑体炉(8)和温度控制系统实现材料发射率的测量，所述的温度控制系统包括加热炉(2)，加热器(3)，温度采集装置(5)和温度巡检操控仪(6)，所述的加热炉(2)设有圆形透光孔，实现材料发射率的测量过程为：步骤一、首先将待测材料制作成圆形试件(9)，其中待测材料为不透明材料，再将红外测温仪(1)的入瞳口对准黑体炉(8)的透光孔，所述的黑体炉(8)的发射率ε＝1、温度为T_b1，对红外测温仪(1)的测温光路进行准直调节，使黑体炉(8)的透光孔和红外测温仪(1)的入瞳口中心位于同一水平高度并相对放置，红外测温仪(1)入瞳口与黑体炉(8)的透光孔之间的距离其中，是红外测温仪(1)的参数，D表示红外测温仪(1)与待测圆形试件(9)之间的距离，S表示红外测温仪(1)与所对待测圆形试件(9)中心所在的圆面积，d为圆形试件(9)的直径，红外测温仪(1)的发射率为ε′_b，红外测温仪(1)测量获得的黑体炉(8)的测量温度为T_mb1，调整黑体炉(8)的温度为T_b2，并采用红外测温仪(1)测量获得黑体炉(8)的测量温度为T_mb2，调整黑体炉(8)的温度为T_b3，并采用红外测温仪(1)测量获得黑体炉(8)的测量温度为T_mb3，其中，T_b1、T_b2、T_b3在室温至1500℃温度范围内的取值，并且T_b1＜T_b2＜T_b3；根据参数T_mb1、T_mb2、T_mb3采用扣除杂散辐射算法计算出杂散辐射能量；步骤二、将圆形试件(9)镶嵌并固定在加热炉(2)的圆形透光孔内，并且所述圆形透光孔与圆形试件(9)同心，对红外测温仪(1)的测定光路进行准直调节，使加热炉(2)的圆形透光孔中心和红外测温仪(1)入瞳口中心位于同一水平高度并且相对放置；步骤三、打开加热炉(2)电源开关，开始对圆形试件(9)加热；步骤四、待圆形试件(9)被加热至实验测量温度时，利用温度巡检操控仪(6)使圆形试件(9)保持恒温时，将热电偶测温仪(7)的热电偶探头(4)接触圆形试件(9)表面的中心位置，测量得到圆形试件(9)表面的测量温度值T_r，并将其测量温度值T_r作为圆形试件(9)的真实温度；步骤五、开启红外测温仪(1)，其发射率为ε′₁，并保持红外测温仪(1)入瞳口中心与圆形试件(9)的外表面中心之间的距离红外测温仪(1)入瞳口中心对准圆形试件(9)的外表面中心进行测量，得到测量温度值T_m1；步骤六、依次将红外测温仪(1)设定发射率值调整为ε′₂、ε′₃、ε′₄、ε′₅，并在每次调整红外测温仪(1)的设定发射率之后，执行步骤五，依次得到对应的测量温度值T_m2、T_m3、T_m4、T_m5；步骤七、结合步骤四、步骤五和步骤六中获得的圆形试件(9)的测量温度值以及步骤一中计算出的杂散辐射能量，计算得到待测材料在室温至1500℃温度范围内的材料发射率ε。