一种低导热率非导体材料高温半球发射率测量方法与系统技术方案

本发明专利技术涉及一种低导热率非导体材料高温半球发射率测量方法与系统。该方法利用材料常温、高温、法向、半球发射率的关系，通过测量常温半球发射率、常温法向发射率及高温法向发射率，导出材料高温半球发射率。测量系统包括常温半球发射率测量装置、常温法向发射率测量装置及高温法向发射率测量装置。本发明专利技术通过间接测量的方式，得出高温半球发射率，实现了低导热率非导体材料高温半球发射率测量途径，测量过程科学，结果准确可靠。

A method and system for measuring the high temperature hemispherical emissivity of a kind of low thermal conductivity nonconductor material

The present invention relates to a method and system for measuring the high temperature hemispherical emissivity of a non conductor material with low thermal conductivity. Based on the relationship between material temperature, high temperature, normal and hemisphere emissivity, the high temperature hemisphere emissivity is derived by measuring the hemispherical emissivity at room temperature, the normal temperature emissivity at normal temperature and the high temperature normal emissivity. The measurement system includes the atmospheric emissivity measurement device at normal temperature, the normal temperature normal emissivity measurement device and the high temperature normal emissivity measurement device. The invention obtains the high temperature hemisphere emissivity by indirect measurement, and realizes the measurement method of high thermal conductivity of non conductor materials at high temperature. The measurement process is scientific, and the result is accurate and reliable.

【技术实现步骤摘要】
一种低导热率非导体材料高温半球发射率测量方法与系统
本专利技术涉及材料高温半球发射率测量
，尤其涉及一种低导热率非导体材料高温半球发射率测量方法与系统。
技术介绍
低导热率非导体材料普遍用于高温热防护及隔热结构。高温半球发射率作为极其重要的热物性参数，直接影响热防护及隔热性能。目前，材料高温半球发射率测量主要采用辐射热平衡法和温度衰减法。辐射热平衡法原理主要是将被测样品通电加热，并保持输入电功率稳定，直到样品与周围真空室达到热平衡。由于材料样品处于真空环境中，样品本身通过热传导和对流的热损耗基本上可忽略。在达到热平衡的条件下，输入给材料样品的稳定电功率几乎全部以辐射的形式散失掉。根据热平衡方程，求解得出高温半球发射率。由于辐射热平衡法测量高温半球发射率时，必须使材料样品与真空室达成热平衡状态，所需的测量时间一般比较长。温度衰减法，可在非稳态下测量，缩短测量时间。其测量原理为把一个表面积较大而质量较小的样品悬挂在具有冷却内壁的真空室内，并加热到测量温度。停止加热后，测量材料样品的冷却速率。从冷却速率和已知的材料样品表面积、质量和比热，计算出辐射热损耗速率，从而求出材料的高温半球发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低导热率非导体材料高温半球发射率测量方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、测量被测样品(3)的常温半球发射率；S2、测量被测样品(3)的常温法向发射率；S3、测量被测样品(3)的高温法向发射率；S4、通过被测样品(3)的常温半球发射率、常温法向发射率、高温法向发射率，得到被测样品(3)的高温半球发射率。

【技术特征摘要】
1.一种低导热率非导体材料高温半球发射率测量方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、测量被测样品(3)的常温半球发射率；S2、测量被测样品(3)的常温法向发射率；S3、测量被测样品(3)的高温法向发射率；S4、通过被测样品(3)的常温半球发射率、常温法向发射率、高温法向发射率，得到被测样品(3)的高温半球发射率。2.根据权利要求1所述的低导热率非导体材料高温半球发射率测量方法，其特征在于，所述步骤S1中，常温半球发射率包括：常温半球光谱发射率、常温半球积分发射率；所述步骤S1具体为：将被测样品(3)放置在积分球(2)的内表面，打开宽波段平行光源(1)，并保证宽波段平行光源(1)照射被测样品(3)的方向与被测样品(3)的法向夹角为8°，启动积分球傅里叶光谱仪(4)，收集被测样品(3)漫反射光束经积分球(2)匀化后的能量，获取测量光谱能量Eλsh；将标准反射率试样放置在积分球(2)的内表面，打开宽波段平行光源(1)，启动积分球傅里叶光谱仪(4)，获取测量光谱能量Eλbh；则被测样品(3)的常温半球光谱发射率ελsh为：式中，ρλbh为标准反射率试样半球光谱反射率；被测样品(3)的常温半球积分发射率εsh为：式中，L(λ)为理想黑体光谱辐射亮度，λ1为测量过程中波长的下限，λ2为测量过程中波长的上限。3.根据权利要求2所述的低导热率非导体材料高温半球发射率测量方法，其特征在于，所述步骤S2中，常温法向发射率包括：常温法向光谱发射率、常温法向积分发射率；所述步骤S2具体为：将被测样品(3)放置在加热型积分球(5)内表面，加热型积分球(5)热辐射漫入射至被测样品(3)表面，同时启动被测样品(3)的非测量面的主动制冷结构，启动加热积分球傅里叶光谱仪(7)，收集被测样品(3)法向发射光束的能量，获取测量光谱能量Eλsn；将标准反射率试样放置在加热型积分球(5)内表面，加热型积分球(5)热辐射漫入射至被测样品(3)表面，同时启动被测样品(3)的非测量面的主动制冷结构，启动加热积分球傅里叶光谱仪(7)，收集被测样品(3)法向发射光束的能量，获取测量光谱能量Eλbn；则被测样品(3)的常温法向光谱发射率ελsn为：式中，ρλbn为标准反射率试样法向光谱反射率；被测样品(3)的常温法向积分发射率εsn为：式中，L(λ)为理想黑体光谱辐射亮度，λ1为测量过程中波长的下限，λ2为测量过程中波长的上限。4.根据权利要求3所述的低导热率非导体材料高温半球发射率测量方法，其特征在于，所述步骤S3中，高温法向发射率包括：高温法向光谱发射率、高温法向积分发射率；所述步骤S3具体为：将被测样品(3)放入材料加热设备中，启动加热设备，对被测样品(3)进行加热，观测被测样品(3)上的样品温度传感器(11)，直至被测样品(3)温度稳定在被测温度；成像探测器(8)前放置滤光片(9)测量被测试样，测得辐射能量Eλsnh；成像探测器(8)前放置滤光片(...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱超，李世伟，孙红胜，何立平，宋春晖，杜继东，
申请(专利权)人：北京振兴计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11