发射率测试原理
红外线测温的发射率参数及工作原理
红外线测温的发射率参数及工作原理红外线测温的发射率参数及工作原理如何设置红外线测温的发射率参数利用红外线测温仪进行温度测量时，必需保证测温仪发射率设置正确，否则会得到不精准的测温结果。
由此可见，对于红外线测温来说，发射率是一个特别紧要的指标。
如何正确设置红外线测温的发射率参数？什么是发射率？发射率是目标表面辐射出的能量与相同温度黑体辐射能量的比值；它是由物体本身的材质决议的，例如，塑料的发射率为0.95,冰的发射率为0.98,玄武岩的发射率为0.7等等。
既然如此，为了获得正确的测量温结果，我们在用红外线测温仪测量温度前；应依据被测目标的材质，来设置正确的发射率参数，如何设置红外线测温仪的发射率参数呢？紧要有三种方法。
1、涂色法。
此种方法紧要是将被目标表面涂成黑色，并将测温仪发射率设置为黑色涂料（或黑色胶布）的发射率0.97（0.93），然后用红外线测温仪测量黑色部位的温度T1；再用红外线测温仪测量与黑色部位靠近部位的表面温度T2,调整红外线测温仪的发射率值，使T2*接近于T1,此时得到的发射率值即为被测目标的发射率。
2、比对法。
找一接触式测温探头，测量被测目标表面的温度，待温度达到稳定后，调整红外线测温仪的发射率；使得红外线测温仪测得的温度值与接触式测温探头测得的温度显示一致，此时的发射率即为被测目标的发射率。
3、查表法。
依据操作手册或相关文档供应的发射率表，依据被测目标的材质，查找相对应的发射率值进行设置。
大家可以依据实际情况，来对红外线测温仪的发射率进行设置，以获得精准的测量结果。
红外测温仪的工作原理红外测温仪技术的进展，其具有使用便利、测量精度高且测量距离远等优点为用户供应了各种功能及用途的仪器。
红外测温仪从原理上来说有便携式测温仪和固定式测温仪两种，因此，在选择合适的红外测温仪用于不同的测量点时；以下的特征将是紧要的：1、瞄准器瞄准器有此作用，测温仪所指的测量块或测量点可以看到，大面积的被测物可以常常不要瞄准器。
实验七 固体表面发射率测试
实验七 固体表面发射率测试一、实验目的用比较法定量地测定中温辐射时物体的发射率（黑度）ε。
二、实验原理概述在由n 个物体表面组成的辐射换热系统中，利用净辐射方法，可以求物体第i 个物体表面的纯换热量i .net Q 为== e.i abs.i .Q -Q Q i net ,.1()kni eff k i k i b i iA k E F dk dA E A α=-∑⎰ε(1)式中:i net .Q ——i 面的净辐射换热量。
i abs .Q ——i 面从其他表面的吸热量。
i e .Q ——i 面本身的辐射热量。
i ε——i 面的发射率。
()i F dk ——k 面对i 面的角系数。
keff .E ——k 面有效的辐射力。
i b .E ——i 面的辐射力。
i α——i 面的吸收率。
i A ——i 面的面积。
根据本实验的设备情况，如图1所示，可以认为:1.传导圆筒2为黑体。
2.热源1、传导圆筒2、待测物体(受体)3,它们表面上的温度均匀。
1——热源2——传导圆筒3——待测物体图1 辐射换热简图因此,公式(1)可写成:()33.33.222.3.111.33..A E F A E F A E Q b b b net εα-+=因为1333 3.2 1.2;;A A F F α===ε,又根据角系数的互换性2 2.33 3.2A F A F =,则: 3.333.1 1.3.2 1.23.3Q /()net b b b q A E F E F E ==+-εε=3.1 1.3.2 1.2.3()b b b E F E F E +-ε (2)由于受体3与环境主要以自然对流方式换热,因此:33q ()d f h t t =- (3)式中: d h --换热系数3t --待测物体(受体)温度 f t --环境温度由(2),(3)式可得:33.1 1.3.2 1.2.3()d f b b b h t t E F E F E -=+-ε (4)当热源1和黑体圆筒2的表面温度一致时, 2.1.E b b E =,并考虑到,体系1、2、3为封闭系统,则:1.3 1.21F F +=由此,(4)式可写成:33344.1.313()()()f f b b h t t h t t E E T T --==--εσ (5)式中b σ称为斯蒂芬——玻尔茨曼常数,其值为42-8/5.710k m W . 对不同待测物体(受体)a,b 的发射率ε为:34413()()a a f a aah T T T T -=-εσ;()()43413bb fb b b T T T T h --=σε;设a b h h =,则:4341434133b a aa bb f b f a T T T T T T T T --⨯--=εε (6) 当b 为黑体时, 1≈bε,(6)式可写成:4341434133aa bb f b fa aT T T T T T T T --⨯--=ε(7) 三、实验装置实验装置简图如图2所示:图2实验装置1——热源；2——黑体腔体；3——被测受体；4——导轨；5——黑体腔体右加热电压；6——黑体腔体左电压旋钮；7——黑体腔体右电压旋钮；8——电源开关；9——测温转换开关；10——热源电压旋钮； 11——黑体腔体左加热电压表；12——数字温度表； 13——电源黑体腔体右加热电压表；14——测温接线柱；热源腔体具有一个测温电偶,传导腔体有二个热电偶,受体有一个热电偶,它们都可以通过测温转换开关来切换。
实验 中温法向发射率测定实验
实验 中温法向发射率测定实验一、实验目的1. 了解测量物体表面法向辐射率的基本原理，加深对法向辐射的理解；2. 巩固热电偶测温的应用技术；3. 熟悉仪器及操作步骤，测定典型辐射表面的法向辐射率。
二、实验原理将热源和传导体加热到一定温度，热源法向辐射的热量被受体吸收，使受体升温，通过与热源、传导体和受体相连接的热电偶测量得到被测点的温度，再利用温度与发射率之间的关系式（1），可计算出辐射率：4404400()()T T T T T T εε∆-=∆-源受受测源受 （1）式中：0ε—相对黑体的黑度，可假设为1； ε受—待测物体（受体）的黑度；T ∆受—受体与环境的温差；T 源—受体为相对黑体时热源的绝对温度； 0T ∆—黑体与环境的温差； T 测源—受体为被测物体时热源的绝对温度； 0T —相对黑体的绝对温度；T 受—待测物体（受体）的绝对温度。
公式的推导如下：2Q 1Q待测物体（受体）<———黑体圆筒<———热源由n 个物体组成的辐射换热系统中，利用净辐射法，可以求物体i 的纯换热量：nneti absi ei i efk i k i bi i 1(d )d k Q Q Q d FK k k F E F ϕε==-=-∑⎰（2）式中：neti Q —i 面的净辐射换热量；absi Q —i 面从其他表面的吸热量；ei Q —i 面本身的辐射热量；i ε—i 面的黑度；i (d )k ϕ—k 面对i 面的角系数；efk E —k 面的有效辐射力； bi E —i 面的辐射力； i d —i 面的吸收率；i F —i 面面积根据本实验的设备情况，可作如下假设： 1) 热源1、传导圆筒2为黑体。
2) 热源1、传导圆筒2、待测物体（受体）3表面上的温度均匀。
据此，公式（2）可写为net33b111,3b222,33b33()Q a E F E F E F ϕϕε=+-因为13F F =，33a ε=，1,22,3ϕϕ=，又根据角系数的互换性22,333,2F F ϕϕ=，可得到：net333b11,3b21,23b33b11,3b21,2b33()()q E E E E E E F ϕεφφεεφφ==+-=+-（3）由于受体3与环境主要以自然对流方式换热，因此33f ()q a t t =-（4）式中：a —换热系数；3t —待测物体（受体）温度；f t —环境温度。
近红外反射比和半球发射率测试_概述说明
近红外反射比和半球发射率测试概述说明1. 引言1.1 概述本文旨在介绍近红外反射比和半球发射率测试的原理、测量方法以及其在不同领域的应用。
近红外反射比是指物体在近红外波段下所反射的光线强度与入射光线强度之间的比值。
而半球发射率则是描述物体对所有方向的辐射能力。
这两个参数对于材料表面特性分析和热辐射现象研究具有重要意义。
1.2 文章结构本文将首先介绍近红外反射比测试，包括其原理、测量方法以及一些应用领域。
然后会详细讨论半球发射率测试，包括相关的原理、测量方法和应用领域。
接下来，我们将对所得到的数据进行分析，并进行结果讨论，探讨两种参数之间可能存在的关联性和差异。
最后，在结论部分总结研究结果，并提出未来改进方向和研究展望。
1.3 目的本文旨在深入介绍近红外反射比和半球发射率测试相关概念及方法，并探讨它们在实际应用中的价值。
通过对这些参数的研究，可以更好地理解材料的光学和热辐射性质，为相关领域的科学研究和工程应用提供有力支持。
2. 近红外反射比测试:2.1 原理介绍:近红外反射比是指材料在近红外光波作用下，对光的反射能力与参考材料之间的比值。
近红外光波一般被定义为位于780至2500纳米波长范围内的电磁辐射。
通过测量物体在这一范围内的光线反射率，我们可以获得物体的反射性能，并将其与标准参考材料进行比较。
2.2 测量方法:近红外反射比测试通常采用Spectrophotometer（光谱仪）来进行。
首先，我们需要校准仪器以确保准确的测量结果。
然后，将待测物体放置在样品台上并对其进行扫描。
仪器会发送出近红外光，并测量物体对不同波长光线的反射率。
这些数据会被记录下来并以曲线图或数据表格形式呈现。
2.3 应用领域:近红外反射比测试在多个领域有广泛应用。
例如，在农业领域，该测试可以帮助评估植物叶片受到病害或营养不良的影响程度。
在建筑材料领域，该测试可用于检测表面涂层的质量和耐候性。
在食品行业中，该测试可评估食品的成熟度和质量等级。
红外光谱测红外发射率
红外光谱测红外发射率红外光谱测红外发射率是一种使用红外辐射进行材料特性测量的技术。
红外辐射是电磁辐射的一种，波长介于可见光和微波之间。
通过使用红外光谱仪器，我们可以对物质在红外波段上的辐射特性进行精确测量。
红外发射率是指物体在红外波段上辐射出的能量与其热平衡状态下可能辐射出来的能量的比值。
在红外光谱测红外发射率的过程中，我们可以了解物体对红外辐射的吸收和发射特性。
这对于许多领域是非常重要的，比如材料科学、生物医学和环境监测等。
红外光谱测红外发射率的原理是基于物体对红外辐射的相互作用。
当物体受到外部红外辐射时，一部分能量会被吸收，而另一部分则会被物体表面发射出来。
通过测量物体发射出的红外辐射强度，我们可以计算得到红外发射率。
这个参数可以反映物体对红外辐射的响应能力，从而帮助我们了解物体的特性和行为。
在红外光谱测红外发射率的实验中，我们通常会使用红外光谱仪器。
这些设备可以通过分析红外辐射的能谱来确定物体的辐射特性。
红外光谱仪器通常使用光学元件、探测器和信号处理系统等组件，以实现精确的测量和分析。
红外光谱测红外发射率在许多应用中都非常有用。
例如，在材料科学中，我们可以通过测量材料的红外发射率来研究其导热性能、光学特性和表面特征等。
在生物医学研究中，红外光谱测红外发射率可以用于检测生物组织的变化和异常，如癌症筛查和诊断等。
同时，环境监测领域也可以利用红外光谱测红外发射率来分析和监测大气气体的成分和浓度。
总之，红外光谱测红外发射率是一项重要的技术，可用于研究材料和物体的辐射特性。
它在各个领域都具有广泛的应用前景，为我们提供了深入了解物质性质和行为的途径。
红外光谱发射率测试方法的研究 (1)
确度高等优点。 由ｒ材料的红外光谱发射率一般随温度变化而变化，我们还设计ｒ样品加热以及温度控
制装置（５０。Ｃ～４００。Ｃ）。这样，该装置可以进行波Ｋ从０ ６７ｐｍ～２００ｐｍ、温度从５００Ｃ至４０００Ｃ 红外光谱发射率的测量。
侄计算机上计算出样品曲线与黑体曲线之比，得剑 条新的曲线。这条曲线就是所测柯 ｒ铺住某一’温度Ｆ的光谱发射率曲线。
如果关心被测样品在某一波段内的发射率，ｊ』！｜Ｊ可按武（２）进行计算。
４红外光谱发射率的测试结果
选取一铝片作为测试样品，将其温度控制在２００。Ｃ，对其辐射能量进行采样，得到样品 辐射能量光谱曲线，见图３，２００。Ｃ的黑体辐射能繁光谱曲线见幽４。
榷忠尚主编温度计量与测试中国计量出版衬，１９９８ 陈道举．现代计量测试技术．中国计量出版礼， １９９０ 路学荣 用傅立叶光谱仪测餐发射光谱的研究 傅立ｎ１变换红外光谱技术及廊＿Ｌ｝ｊ研讨 会论文集（＿二） 海洋出版社，１９９３ 世森宣文通过测定反射率、透射率计算比辐射率
红外光谱发射率测试方法的研究
图２红外光谱发射率测晕装置原理框幽
红外光谱发射率测晕装置，主要由傅立ｎ｝红外光谱仪、计算机、黑体辐射源、样品加热 系统、温度控制系统以及辅助光路系统组成。傅立叶红外光谱仪是该测量装置中的ｔ要设备， 其功能为测量入射红外辐射的光谱分布曲线：样品加热系统主要功能为，在温度控制器的控 制ｒ，将样品的温度控制在所需的温度：黑体提供标准辐射源；辅助光路系统的ｊ＿要功能是， 将样品或黑体的辐射引入傅立叶红外光谱仪。虚线框内为光谱仪内部简略示意图，计算机负 责采集探测器信号．并利用傅正叶变换原理完成干涉图（时域）剑光谱图（频域）的转换， 最后得到样品或黑体红外辐射的光谱曲线，同时可完成｝｝｝｜线相除、积分运算等功能。
发射率检测方法
发射率检测方法一、国内外发射率检测现状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。
探测器工作原理图探测器组装图（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。
(1)独立黑体法：独立黑体法采用标准黑体炉作为参考辐射源，样品与黑体是各自独立的，辐射能量探测器分别对它们的辐射量进行测量。
发射率测量实验报告
一、实验原理黑体在温度T b 下的辐射功率为：()4b 1-T 、c 5-1b T d 1-ec M b2σλλλ==⎰灰体的辐射功率为：()4m 1-T 、c 5-1m T d 1-e c M m2σελλλ==⎰其中ε为待测物体的发射率实验方法为首先测定黑体的辐射温度T b ，然后测定加入待测物体后的测量示数T m 。
这时加入待测物体后的灰体辐射功率可认为与温度在T m 下的黑体辐射功率相等。
故根据发射率的定义，在相同温度条件下比较黑体和灰体的辐射功率，即可得到灰体的发射率：4b4m b m b T T M M M M===ε对辐射公式4/1bM T ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=εσ求微分可得εd ε41T dT -=由此带入对应数值即可计算某温度下由发射率误差引起的温度误差百分比。
对公式进行变形得jij iεεεT 41ΔT --=，其中j ε为测定的平均值，i ε为该温度下实际发射率。
带入数值即可计算发射率误差引起的温度误差。
二、实验内容实验共设定从525°开始到900°，每25°设定一个测量点，共16个测量点测量带涂层单叶片及光路与叶片法向夹角关系放置无涂层叶片与带涂层叶片对比不放置涡轮叶片测量，与带涂层、与光路呈90°叶片对比。
图示：放置带涂层叶片，法向与光路分别呈30°与0°对比。
图示：测量带涂层双叶片呈一定夹角误差影响带涂层双叶片，呈90°夹角与单带涂层叶片对比带涂层双叶片，呈90°夹角与带涂层双叶片，呈45°夹角对比图示：带涂层平行双叶片，间距10mm 与单带涂层、法向与光路呈30°叶片对比 图示：三、实验结果及分析实验中使用红外辐射测温系统测量参数为：高压参数：1.224027/1.127883 低压参数：1.455229/2.845921不放置涡轮叶片测量，与带涂层、与光路呈90°叶片对比实验数据如下：各数据温度点计算得叶片发射率数值如下：对发射率实验数据绘制折线：有实验数据及对应温度变化可以看出，光路和待测叶片法向夹角在0°和30°的不同状态下所测得的温度数据基本上一致，除单独一点之外均在±2℃之内变化。
光谱发射率
光谱发射率光谱发射率是一个技术概念，它指的是物质发出的能量在不同波长处的分布状况。
它是大气学、天文学和光学研究中重要的物理量，可以用来研究太阳能、宇宙射线、星系等不同天体的结构和形态。
光谱发射率可以通过观察不同波长处的光来测定。
它可以通过基本的物理原理来研究物质的结构，包括大小、外形和温度等。
在大气和星系的分析中，可以把一个天体的外观拆解为光谱发射率的一系列细微变化，从而得到关于它的更深入的了解和总结。
从物理原理上讲，光谱发射率是一个复杂的概念，它反映了物体内部分子或原子的态势变化，以及辐射和吸收能量的动态。
特别是在实验中，可以把不同物质的各个波长处的光强度，以及它们之间相互作用的动态过程，都抽象出来，以便对物质的概要进行准确的描述和分析。
光谱发射率的研究可以追溯到20世纪的经典物理学家爱因斯坦，他提出了“辐射能量的假设”，即任何物质都可以发出某种类型的辐射，并且能量的发射和波长成正比。
后来，物理学家里夫斯基进一步研究了辐射能量和波长的关系，发现辐射能量不同波长处的分布状况是不同的，并且提出了光谱发射率的概念。
近现代，光谱发射率的研究进入了一个新领域，特别是用于太阳和宇宙空间的研究。
科学家们开发出一系列的仪器和技术，可以介入太阳和宇宙空间的辐射过程，从而更细致入微地测定和研究太阳及其他天体的光谱发射率。
例如，“高效光电闪光仪”可以测出太阳和宇宙空间的光谱发射率，而“太阳射线仪”可以测定太阳X射线和紫外线的光谱发射率。
这些仪器和技术使得科学家们能够更加精确地研究太阳和宇宙空间中辐射的特性。
光谱发射率这一物理概念有重要的实际意义，在观测太阳和宇宙空间辐射过程中可以提供有效的信息和指标。
它也可以作为研究物质的概要的基本工具，用于研究物体的大小、外形、性质等特征。
在未来，光谱发射率将被用于更广泛的研究领域，发挥着重要的作用。
发射率 测试原理
发射率测试原理发射率是描述材料表面热辐射性质的重要参数，其测试原理涉及多个方面。
本文将从测量原理、发射率计算、温度影响、材料特性、能量吸收、热辐射理论和实验方法等方面，详细介绍发射率测试原理。
1.测量原理发射率的测量主要基于热辐射原理，常用的测量方法有光捕捉和热成像。
光捕捉法通过捕获材料表面的反射光和透射光，计算出材料表面的发射率。
热成像法则是通过测量材料表面热辐射的分布情况，计算出材料表面的发射率。
2.发射率计算发射率的计算公式为：ε=(1-R)/(1-R+A)，其中ε为发射率，R 为反射率，A为吸收率。
对于一些具有高反射率和高吸收率的材料，需要考虑多次反射和吸收对发射率的影响，此时需要采用更为复杂的计算公式。
3.温度影响温度对发射率具有较大影响，一般来说，随着温度的升高，发射率也会增大。
这是由于随着温度的升高，材料表面的分子振动加剧，导致热辐射增强。
为了准确测试不同温度下的发射率，需要在实验过程中控制温度，并对不同温度下的测试结果进行修正。
4.材料特性材料的特性对发射率有很大影响，如光学性质、热导率和比热容等。
光学性质包括表面粗糙度、透明度、颜色等，这些因素会直接影响光的反射、吸收和透射，从而影响发射率。
热导率和比热容则决定了材料在受到热量作用时的热传导和热吸收能力，进而影响发射率的测试结果。
5.能量吸收材料表面吸收的能量也会对发射率产生影响。
如果材料表面吸收的能量较多，会导致表面温度升高，从而使得热辐射增强，最终影响发射率的测试结果。
因此，在测试过程中，需要尽量减少外界能量的干扰，保证测试的准确性。
6.热辐射理论热辐射理论是研究发射率的基础之一，其涉及到电磁波和物质之间的相互作用。
根据普朗克辐射定律，物体在绝对零度以上的任何温度下都会向外辐射能量，其辐射的能量与温度、波长和物体的性质有关。
对于不同的材料和温度条件，需要采用不同的修正系数和方法来计算其发射率。
7.实验方法发射率的测试实验通常采用间接测量的方法，即通过测量材料的反射率、透射率和吸收率等参数来计算发射率。
测发射率仪原理
测发射率仪原理一、引言测发射率仪（emissometer）是一种用于测量材料的发射率的仪器。
发射率是指物体辐射出的能量占其辐射能力的比例，是一个介于0和1之间的数值。
测发射率仪原理的研究对于材料热辐射特性的分析和应用具有重要意义。
二、发射率的定义与意义发射率是指物体发射的辐射能力与理想黑体发射的辐射能力之间的比值。
理想黑体指的是一个能够完全吸收所有辐射能量并以最大可能的速率辐射出来的物体。
发射率是表征材料对热辐射透射或反射的能力的重要参数，其数值越高，材料对热辐射的吸收能力越强。
三、测发射率仪原理测发射率仪的原理基于斯蒂芬-波尔兹曼定律，该定律描述了物体的辐射强度与物体温度的关系。
测发射率仪通过测量物体辐射出的热辐射能量，进而计算出物体的发射率。
具体原理如下：1. 辐射能量测量：测发射率仪利用红外辐射仪器或热电偶等设备，测量物体表面发出的热辐射能量。
这些设备能够将红外辐射转化为电信号，并通过放大和滤波等处理，得到准确的辐射能量数值。
2. 温度测量：为了准确计算发射率，测发射率仪还需要测量物体表面的温度。
常用的温度测量方法有红外测温和热电偶测温等。
通过测量物体表面的温度，可以确定物体的热辐射特性。
3. 计算发射率：根据斯蒂芬-波尔兹曼定律，物体的辐射强度与温度的关系为E = σT^4，其中E为辐射强度，σ为斯蒂芬-波尔兹曼常数，T为物体的温度。
利用测量得到的辐射能量和温度数据，可以通过计算公式计算出物体的发射率。
四、测发射率仪的应用测发射率仪在材料科学、能源研究、工程设计等领域具有广泛的应用价值。
以下是测发射率仪的几个主要应用方向：1. 材料热辐射特性研究：测发射率仪可以用于研究不同材料的热辐射特性，从而优化材料的设计和选择。
通过测量不同材料的发射率，可以评估其热辐射性能，为材料的应用提供依据。
2. 热辐射传热研究：热辐射是一种重要的传热方式，对于热工系统的热平衡和热传导分析具有重要意义。
测发射率仪可以用于测量不同材料的热辐射能力，从而为热辐射传热的研究提供数据支持。
发射率测量实验报告
发射率测量实验报告发射率测量实验报告1. 引言发射率是物体表面发射热辐射的能力，它是研究热传导、热辐射等热力学问题的重要参数。
本实验旨在通过测量不同材料的发射率，探究不同因素对发射率的影响，并分析实验结果。
2. 实验原理发射率是指物体表面发射的热辐射能力与理想黑体表面的热辐射能力之比。
在实验中，我们使用了一个红外线辐射热流计来测量不同材料的发射率。
该热流计可以测量物体表面的热辐射功率，并通过与一个已知发射率的参考物体进行比较，得到待测物体的发射率。
3. 实验步骤3.1 实验准备将实验室温度调整至稳定状态，并确保实验室内无明显的热辐射源。
准备待测物体和参考物体，并确保它们的表面干净无污染。
3.2 测量参考物体的发射率将红外线辐射热流计对准参考物体的表面，记录下热流计的读数。
根据热流计的标定系数，计算得到参考物体的发射率。
3.3 测量待测物体的发射率将红外线辐射热流计对准待测物体的表面，记录下热流计的读数。
根据热流计的标定系数和参考物体的发射率，计算得到待测物体的发射率。
4. 实验结果与分析通过实验测量得到的发射率数据可以用于分析不同材料的热辐射特性。
我们选取了几种常见的材料进行实验，并得到了它们的发射率数据。
4.1 金属材料金属材料通常具有较低的发射率，这是因为金属表面存在自然氧化层，能够反射部分热辐射能量。
实验结果显示，铝和铁等金属材料的发射率较低，分别约为0.1和0.2。
4.2 无机非金属材料无机非金属材料的发射率通常较高，这是因为它们的表面较为粗糙，能够吸收更多的热辐射能量。
实验结果显示，陶瓷和玻璃等无机非金属材料的发射率较高，分别约为0.8和0.9。
4.3 有机材料有机材料的发射率通常介于金属材料和无机非金属材料之间。
实验结果显示，塑料和橡胶等有机材料的发射率约为0.5左右。
5. 结论通过本实验，我们成功测量了不同材料的发射率，并分析了不同因素对发射率的影响。
实验结果表明，金属材料的发射率较低，无机非金属材料的发射率较高，而有机材料的发射率介于两者之间。
金属材料表面发射率测量研究
金属材料表面发射率测量研究1发射率的测量原理普朗克黑体辐射定律是辐射测温与发射率测量的理论基础。
根据普朗克定律，黑体的光谱辐出度如下。
2实验平台的搭建发射率测量实验平台由试样、加热炉、温度检测系统等组成，实验方案如图1所示。
2.1标准试样实验试样采用Q235普通碳素钢立方体(30mm×30mm×30mm)。
首先，在试样后表面的正中部位用3mm的钻头钻一圆孔，孔深27mm，并将此点的温度近似为前表面温度，如图2所示。
2.2试样加热炉本文采用额定功率4kW、电压220V的电加热炉，温控表采用TCW—32系列温控仪，具有PID自动调节功能，可以进行分段加热与保温。
炉体为1.5mm钢板，结构简单，炉内加热材料采用硅碳材料，该材料具有发射率高、加热速度快、功耗低、加热均匀等优点，加热的温度能够达到1300K以上。
2.3温度检测系统温度检测系统主要由铂铑热电偶与红外热像仪两部分组成。
(1)铂铑热电偶具有热电性能稳定、抗氧化性强，适宜在氧化性、惰性气氛中连续使用。
测温范围0～1600℃、测温误差小于0.5%，满足本实验要求。
同时使用VC++编写了上位机程序，将热电偶信号实时采集到计算机系统。
(2)热像仪选用M9200高像素短波在线式红外热像仪，主要特点为：高像素：640×480;高精度：读数的±0.5%;测温范围：600～1600℃，800～3000℃可选;短波波段：650nm、750nm、1080nm。
因为现场图像包含所有的温度数据，而M9200热像仪可按照用户设定的速率对大量的数据图像进行采集，并以序列文件的方式进行存储，便于实验后分析，完全满足本实验要求。
3实验及结果分析3.1实验步骤及结果金属材料表面的发射率测量过程为：①启动加热炉。
②当加热炉温度达到850℃时，打开炉门，将已经制作好的试样放在炉内，并把热电偶插到距试样前表面3mm处，并通入保护气体防止氧化。
③运行上位机监控软件，实时记录热电偶所测得的试样温度。
发射率的测量
·b (λ, 1 )
b λ,1 −b λ,2
(8)
(9)
四、能量法
四、能量法
具体实验步骤如下：
（1）样品安装好后从样品炉侧面插入一支校准过的热电偶进行温度测量；
（2）设定参考黑体温度500、600、700、800 ℃ ，在此温度下测量黑体的
光谱辐射能量，对光谱仪的R(λ)和S(λ)进行标定；
标的识别和热控问题；
（2）军事目标：导弹的火焰与蒙皮、发射车、坦克、飞机等，主要解
决红外制导和隐身问题；
研究背景
（3）遥感目标：地面、海洋、森林等，主要解决资源探测、灾情预报
等问题；
（4）民用领域：红外加热、食品烘干、医学理疗等，直接关系到人们
的日常生活和身体健康。
近年来，由于军事、国防 、材料及能源技术的快速发展，对发射率测
p
n
=1+ρ
其中p 为p方向偏振光强度；同理n 为n方向偏振光强度；ρ 为样品垂向发射率。
三、多波长法
多波长辐射测温法是在一个仪器中制成多个光谱通道，利用多个光谱
的物体辐射亮度测量信息，假定发射率和波长关系模型，经过数据处理得
到物体的温度和材料的光谱发射率。
这种方法不需要辅助设备和附加信息，最大优点是不需要特制试样，
分类及原理
材料的热辐射特在不同波长及不同方向上不同，因此，按波长范围可
分为光谱（或单色）及全波长发射率；按发射方向可分为方向、法向及半
球发射率。
根据不同的测量原理，通常将发射率测量方法分为量热法、反射率法、
辐射能量法及多波长测量法等。
一、量热法
量热法基本原理是：被测样品与周围相关物体共同组成一个热交换系
发射率的测量
专业：光学工程 姓名： 郭 亚 玭 学号： 15SD21113
目录
研究背景
分类及原理 总 结
研究背景
各种物质表面的发射率（也称辐射率、黑度系数等）是表征物质表面 辐射本领的物理量，是一项重要的热物性参数。在很多领域发挥着重要的 作用。例如：
（1）空间目标：卫星表皮、窗口材料、光学镜面等，主要解决空间目 标的识别和热控问题；
但是由于其理论还不够完备，测量精度还不高，目前还没有一种算法 可以适应所有材料。现在仪器水平为：温度范围常温~5000 ℃ 、波长数 4~35、发射率测量精度5%左右。
四、能量法
能量法的基本原理是直接测量样品的辐射功率，根据普朗克或斯蒂芬玻尔兹曼定律和发射率定义计算出样品表面发射率值。
由于目前辐射的绝对测量尚难达到较高精度，故通常采用能量比较法， 即在同一温度下用同一探测器分别测量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。近年来国内外广泛采用傅里叶分析光谱仪进行 测量，优点是测量的光谱范围较宽，约为2~28μm，温度范围为室温至3000 ℃。
总结
综上所述，目前发射率测量有以下4个特点： 1、多种方法并存，没有一种测量方法能取得主导地位； 2、没有国际标准建立，缺乏国际之间对比缺乏权威数据库的建立，未来会 逐步建立某领域内的专业数据库，同时推进国际合作和国际比对工作； 3、实验室测量方面用傅里叶光谱分析仪来构成测试系统将成为主流和趋势； 4、在线测量采用多波长高温计将成为一个最重要的发展方向。
一、量热法
量热法基本原理是：被测样品与周围相关物体共同组成一个热交换系 统，根据传热理论推导出系统有关材料发射率的传热方程，再测出样品有 关点的温度值，就能确定系统的热交换状态，从而求出样品发射率。按热 交换系数可分为稳态法及瞬态法两大类 。 （1）常用的稳态量热法是灯丝加热法，该方法测温范围宽，为-50~1000 ℃ 。但只能测全波长半球发射率，不能测量光谱或定向发射率。 （2）瞬态量热法采用瞬态加热技术（如激光、电流等），使试样温度急 剧升高，通过测量试样温度、加热功率等参数，再结合辅助设备测量物体 的发射率。优点有：设备相对简单，测量速度快，测温上限高（4000 ℃以 上），精度高，缺点是只能测导体材料。
薄膜半球发射率测量仪
薄膜半球发射率测量仪一．用途：用稳态量热法测量内管上所镀薄膜在一定温度下的发射率，作为重要的产品指标。
二．基本原理：在一个内壁涂黑的真空冷壁腔体内，对平面状的小块薄膜样品进行加热，当温度达到稳定时，根据基尔霍夫定律，能量守恒，存在等式：样品对腔体的辐射量=腔体对样品的辐射量+样品加热功率根据这个基本关系式，可以推导出样品在该温度下的半球发射率其中，W为外部加热功率，σ为斯特潘波尔兹曼常数，A为样品表面的面积，T1和T2分别为样品和真空室内壁温度。
另外，所测得的发射率实际是薄膜及其不锈钢基底共同产生的发射率，因此，要得到薄膜的发射率，必须单独测出不锈钢基底的发射率，然后扣除。
铜电极、热电偶所带走的热量在可能的情况下也需要计算扣除。
如果样品无法达到处处均温，计算时还需要根据温度梯度进行修正。
三．构成：1.真空室：真空室由两个同心钟罩和一个底座组成，整体横置固定于台面上。
外罩为真空密封作用，内罩为热沉，底座为带手轮的铰链门。
热沉由紫铜制成，外壁有通水蛇形冷却管，可使内壁恒温，进出水管从真空室顶部通入。
热沉内壁喷砂处理后涂上无光黑漆，黑漆的半球发射率大于0.9。
内罩由圆柱和半球两部分组成，圆柱高约10cm，内径约40cm，半球内径40cm，两者平滑衔接。
真空室底座中央区域伸出两根 10的铜电极，长约10cm，周围用三层绝热屏包围起来，最外一层与测量的样品共面，以防止测量时高温的材料以及发热的铜电极向非测量区域（真空室的圆柱部分）辐射热量。
绝热屏需固定在真空室底座上，并确保底座打开和关闭时不与真空室内其它物体碰擦。
真空室由氟胶圈密封。
2.样品：不锈钢基底以及表面的膜系。
平面，25mm×25mm×3mm。
平面状样品可以通过镀膜时加入陪片的办法来获得。
不锈钢基底一对角线两端有耳，耳上打孔，测量时用来固定在铜电极上，使样品处于真空室中央。
3.加热系统：通过对不锈钢基底通电的方式加热。
铜电极与不锈钢基底之间尽量减少接触电阻以免热量损失。
发射率的测量课件
在环境监测中的应用
温室效应研究
在大气中，气体分子和气溶胶颗粒的发射率对温室效应有重 要影响。测量这些物质的发射率有助于研究温室效应及其对 气候变化的影响。
环境质量监测
通过测量环境中的发射率，可以监测空气质量、水体污染等 情况。例如，测量水体中不同物质的发射率可以评估水体的 清澈度和污染程度。
THANKS
实验结果的处理和分析
数据整理
整理实验过程中记录的数据，确保准 确无误。
误差分析
撰写详细的实验报告，包括实验目的 、方法、结果和结论等，以便对实验 过程进行回顾和总结。
结果分析
根据实验数ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，分析发射率的变化趋 势和影响因素，得出结论。
报告撰写
对实验误差进行分析，找出误差来源 ，提高实验的准确性和可靠性。
物体表面的粗糙度、涂层 和污染会影响其发射率， 因此需要保持表面清洁和 光滑。
方向性
物体的发射率会随着观测 角度的变化而变化，因此 需要在不同角度下进行测 量。
03
发射率测量的实验设备
发射率测量仪器的种类
红外发射率测量仪
用于测量物体在红外波段的发射 率，通过比较物体和黑体在相同 温度下的辐射，得到物体的发射
确性。
04
发射率测量的实验步骤
实验前的准备
实验器材准备
准备发射率测量所需的仪 器和设备，如发射率测量 仪、黑体空腔、恒温水槽 、热电偶等。
实验原理学习
了解发射率的定义、影响 因素以及测量原理，为实 验操作和结果分析打下基 础。
实验环境设置
确保实验室环境安静、整 洁，避免外界干扰对实验 结果的影响。
测量原理
测量步骤
将待测物体放入高温炉中加热，然后 测量加热前后的辐射光谱，最后根据 加热前后的光谱变化计算出物体的体 积发射率。
发射率检测方法
发射率检测方法一、国内外发射率检测现状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。
探测器工作原理图探测器组装图（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。
(1)独立黑体法：独立黑体法采用标准黑体炉作为参考辐射源，样品与黑体是各自独立的，辐射能量探测器分别对它们的辐射量进行测量。
gjb5023.1-2003材料和涂层反射率和发射率测试方法
《GJB5023.1-2003 材料和涂层反射率和发射率测试方法》是中国军用标准，用于评估材料和涂层的光学性能。
该标准规定了测试的方法和步骤，以确保测试结果准确可靠。
以下是对该标准的详细介绍，包括测试原理、测试步骤和注意事项。
一、引言材料和涂层的光学性能是决定其在军事领域应用中重要因素之一。
为了准确评估材料和涂层的反射率和发射率，GJB5023.1-2003标准提供了一套科学严谨的测试方法。
二、测试原理1. 反射率测试原理：通过测量材料或涂层对入射光的反射程度来评估其反射性能。
测试时，使用特定的光源照射样品，然后测量反射光的强度，并与标准参考样品进行比较，计算反射率。
2. 发射率测试原理：通过测量材料或涂层对自身吸收的能量转化为辐射能量的程度来评估其发射性能。
测试时，使用特定的加热源加热样品，测量样品发射的辐射能量，并与标准参考样品进行比较，计算发射率。
三、测试步骤1. 样品准备：a. 对于材料样品，应确保其表面平整、洁净，无明显缺陷。
b. 对于涂层样品，应按照涂层工艺要求进行制备，确保涂层均匀、无气泡和裂纹。
2. 反射率测试步骤：a. 确定测试波长范围和测试角度。
b. 将样品放置在测试仪器上，并调整相应参数。
c. 打开光源，使其照射到样品表面，记录反射光的强度。
d. 使用标准参考样品进行校准，计算反射率。
3. 发射率测试步骤：a. 确定测试波长范围和测试温度。
b. 将样品放置在测试仪器上，并调整相应参数。
c. 打开加热源，使其加热样品，记录样品发射的辐射能量。
d. 使用标准参考样品进行校准，计算发射率。
四、注意事项1. 在进行测试前，应检查测试仪器的工作状态，确保其正常运行。
2. 测试环境应保持稳定，避免光源和加热源的干扰。
3. 测试过程中应注意避免样品表面的污染和损坏。
4. 在进行反射率测试时，应注意测试角度的选择，以减小误差。
5. 在进行发射率测试时，应注意测试温度的控制，以确保结果准确可靠。
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发射率测试原理
发射率是指物体发射辐射能量的能力，通常用单位面积上发射出的辐
射能量与理想黑体单位面积上发射出的辐射能量相比来表示。
发射率是描
述物体自发辐射特性的重要参数，对于许多工程与科研领域都有实际应用，比如热辐射传热、太阳能利用和红外遥感等。
发射率测试原理是通过测量物体辐射能量和黑体理论辐射能量的比值
来确定物体的发射率。
黑体是指完全吸收所有辐射能量并以最大效率发射
出来的理论对象。
虽然目前还没有真正的实物黑体，但理论上黑体具有100%的发射率。
为了测试物体的发射率，一种常用的方法是使用红外辐射测温仪。
这
种仪器能够测量物体表面的红外辐射能量，并以数字显示或图像的形式呈
现出来。
其测温原理是根据斯特法恩-玻尔兹曼定律，即物体的辐射能量
与其温度的四次方成正比。
因此，通过测量物体的红外辐射能量，可以推
算出物体的表面温度。
具体测试步骤如下：
1.首先，需要选择一个适当的测试环境。
由于发射率受温度、表面粗
糙度、物体材料和波长等因素的影响，因此测试时应保持稳定的环境条件。
2.将红外辐射测温仪对准待测物体的表面，并进行校准。
校准的目的
是确保测温仪的准确性和稳定性。
一般来说，校准需要在已知温度的参考
物体上进行。
3.测量物体的表面温度。
红外辐射测温仪通过测量物体表面的红外辐
射能量来推算物体表面的温度。
测量时需要确保测温仪与物体的距离和角
度适当，以获得准确的测量结果。
4.根据测量结果计算物体的发射率。
发射率通常用0到1的小数表示，1表示物体是一个理想的黑体，0表示物体是一个完全反射的白体。
计算公式为：ε=E/(σ*T^4)
其中，ε表示物体的发射率，E表示物体表面的辐射能量密度，σ
表示斯特法恩-玻尔兹曼常量，T表示物体的表面温度。
需要注意的是，由于所测量的物体是在真实环境中的物体，其表面温
度可能会受到环境温度、辐射源的影响等因素的干扰。
因此，在测量和计
算时，需要综合考虑其他因素对结果的影响。
总结起来，发射率测试是一种通过测量物体表面的红外辐射能量来确
定其发射率的方法。
该方法具有简单、快速和准确的特点，广泛应用于科研、工程以及工业生产中。