高温材料发射率测量方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种高温材料发射率测量方法和系统，其中所述系统包括大功率辐射源、扩束整形均束装置、真空仓、样品测试平台、旋转反射镜、显微成像装置、光谱切换装置、辐射能量成像测量装置、温度测量装置。本发明专利技术通过在被测样品上加工出黑体空腔，并用成像方法对被测材料表面和黑体空腔的辐射能量同时测量，采用窄带滤光片进行光谱选择，不仅能够保证被测材料和标准参考样品测量的同时性，也能够保证样品和参考源的完全等温，能够显著减少发射率测量的误差来源，提高测量准确度和测试的便利程度，有利于本发明专利技术的工程化应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料热物性参数测量
，更具体地涉及一种利用能量比较法进行材料高温下发射率测量的方法。
技术介绍
目前在高温材料发射率研究领域，多采用大电流通电加热的方式，不适用于复合材料、高温陶瓷等导电性能不佳的材料发射率测量，且温度测量上限难以在保证样品表面较好的温场均匀性的同时达到2000K以上的温度。在测量方法上采用测量绝对能量的量热法、在标准参考黑体和被测样品间切换测量的能量比较法等。量热法测量误差来源多，实现精确测量对设备要求高。利用标准参考黑体切换测量的能量比较法难以保证两次测量的同步性，在样品温度不稳定时将带来较大的测量误差。·为此，本专利技术提出了一种新的高温材料发射率测量方法，以及用于实现该方法的系统。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的是提供一种高温材料发射率测量方法，能够方便地测量被测材料高温下的全波段发射率和光谱发射率。本专利技术的第二个目的是提供一种高温材料发射率测量系统，以实现上述方法。根据本专利技术的第一个目的，高温材料发射率测量方法包括以下步骤步骤I :将被测样品加工成圆柱形，并在圆柱一侧端面开孔，孔的几何尺寸满足形成黑体空腔效应条件；步骤2 :将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温材料发射率测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将被测样品加工成圆柱形，并在圆柱一侧端面开孔，孔的几何尺寸满足形成黑体空腔效应条件；步骤2：将被测样品竖直置于真空仓中固定，开孔的一端朝上，使被测样品在测试过程中始终保持在水平面内匀速转动；步骤3：利用辐射能量对真空仓中的被测样品进行辐射，将样品逐渐加热至所需的温度并保持；步骤4：将被测样品顶部圆端面的红外辐射能量反射到显微成像装置中，通过成像测量装置对被测样品顶端表面及其上的黑体空腔进行成像；步骤5：对被测样品及其黑体空腔的辐射能量进行红外图像采集，将红外图像中每个像素点的灰度值代入数学模型计算出被测样品每个空间点的红外辐射能量；...

【技术特征摘要】
1.一种高温材料发射率测量方法，其特征在于，包括以下步骤 步骤I:将被测样品加工成圆柱形，并在圆柱一侧端面开孔，孔的几何尺寸满足形成黑体空腔效应条件； 步骤2 :将被测样品竖直置于真空仓中固定，开孔的一端朝上，使被测样品在测试过程中始终保持在水平面内匀速转动； 步骤3 :利用辐射能量对真空仓中的被测样品进行辐射，将样品逐渐加热至所需的温度并保持； 步骤4 :将被测样品顶部圆端面的红外辐射能量反射到显微成像装置中，通过成像测量装置对被测样品顶端表面及其上的黑体空腔进行成像； 步骤5 :对被测样品及其黑体空腔的辐射能量进行红外图像采集，将红外图像中每个像素点的灰度值代入数学模型计算出被测样品每个空间点的红外辐射能量； 步骤6 :将红外图像中的材料表面辐射能量与黑体空腔辐射能量相比，计算出被测材料在当前测量波长下的发射率。2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤 步骤7 :将不同透过特性的滤光片切入到成像光学系统中，重复步骤5到6，计算在当前温度下不同波长下的材料光谱发射率。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤 步骤8 :改变步骤3中被测样品的温度，重复步骤4到6，计算不同温度下的材料光谱发射率。4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤6中被测样品的表面辐射能量是指整个表面的辐射能量的平均值，所述黑体空腔的辐射值是指黑体空腔辐射值的平均值。...

【专利技术属性】
技术研发人员：张虎，孙红胜，陈应航，王加朋，任小婉，宋春晖，李世伟，
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：