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如何检测材料的发射率?有哪些方法?

时间:2021-01-06 16:42:07 来源:未知 点击:

       表面辐射特性的研究工作可以追溯到十八世纪,早在1753年富兰克林就提出不同的物质具有不同的接受和发散热量能力的概念。几百年来人们在理论上、实验中、工程上做了大量的研究工作。随着辐射传热学、红外技术、太阳能研究、材料科学及黑体空腔理论等的发展,近五十年以来材料发射率的测量方法有了很大的进展。目前在国际上已建立了分别适用于不同温度和状态以及不同物质的各种测试方法和装置。
 

 
 (1)量热法
量热法的基本原理是:一个热交换系统包含被测样品和周围相关物体,根据传热理论推导出系统有关材料发射率的传热方程,通过测量样品某些点的温度值得到系统的热交换状态,即能求得发射率。量热法又分为稳态量热法和瞬态量热法。Worthing的稳态加热法就是采用灯丝进行加热,测量精度达到了2%,但是样品制作复杂,且测量时间长。瞬态法即采用激光或电流等瞬态加热技术,其代表是70年代美国NIST的基于积分球反射计法的脉冲加热瞬态量热装置,其测量速度快,测量上限高达4000℃,能精确测量多项参数,但是被测物必须是导体限制了其应用范围。
(2)反射率法
反射率法基于的原理是对于不透明的样品,反射率+吸收率=1,将已知强度的辐射能量投射到透射率为0的被测面上,根据能量守恒定律和基尔霍夫定律,通过反射计求得反射能量,得到样品的反射率后即可换算成发射率。常用的反射计有:Dunkle等人建立的热腔反射计,该方法能够测量光谱发射率但不适用于高温测量;意大利IMGC的积分球反射计具有很宽的测量温度范围;激光偏振法只能用于测量光滑表面的发射率。
(3)辐射能量法法
能量法的基本原理是直接测量样品的辐射功率,根据普朗克定律或斯蒂芬玻尔兹曼定律和发射率的定义计算出样品表面的发射率。一般均采用能量比较法,即用同一探测器分别测量同一温度下绝对黑体及样品的辐射功率,两者之比就是材料的发射率值。
(4)多波长测量法
多光谱法是可以同时测量温度和光谱发射率的新方法,其基本原理是利用待测样品在多光谱条件下的辐射信息,通过假定的发射率和波长的数学模型进行理论分析计算,得到待测样品的温度和光谱发射
率。多光谱法的优点是测量速度快,设备简单易于现场测量,不需要制作标准样品。很多国家都在研究多光谱法,多波长测量法的原理是通过测量目标多光谱下的辐射信息,建立发射率与波长关系模型及理论计算,同时得到温度与发射率信息值。该方法能够实现现场测量,并且测量温度没有上限,但是测量精度有限,并且对不同材料的适用性差,没有一种算法能适应所有材料。
    下面给大家推荐的是半球发射率测量仪AE1/RD1,是性价比很高的一款设备。
发射率测量仪
主要优势:

重复性:        ± 0.01
操作简单:    测器采用电加热设计,无须加热样品,也不需要测量温度
快速测量:  预热约30分钟,每1.5分钟测量一次发射率
价格实惠:     相较于一些用比较法测量发射率的仪器便宜很多


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