发射率检测方法
远红外陶瓷粉法向发射率检测
远红外陶瓷粉法向发射率检测
远红外陶瓷粉的法向发射率检测是一种用于测量物体表面法向方向的辐射能力的方法。
远红外辐射通常是指波长大于5微米的辐射，对于陶瓷粉这样的材料，其在远红外范围内的辐射特性对于应用非常重要。
要进行法向发射率检测，可以采用不同的实验装置和测量方法。
一种常用的方法是使用一个热辐射计来测量陶瓷粉的辐射能力。
热辐射计可以测量物体表面的热辐射强度，从而计算出其法向发射率。
在实验中，需要将陶瓷粉样品固定在一个特定的位置，确保热辐射计可以准确地测量其法向辐射强度。
同时，为了提高测量的准确性，还需要对其他环境因素进行控制，例如温度、湿度等。
通过对多个角度的测量，可以得到陶瓷粉在不同方向上的法向发射率数据。
这些数据可以用于评估陶瓷粉的热辐射特性，指导其在相关应用中的使用。
需要注意的是，远红外陶瓷粉的法向发射率检测是一个复杂的过程，需要严格控制实验条件和使用专业的仪器设备，以确保测量结果的准确性和可靠性。
发射率测试原理
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。
发射率测定
发射率测定发射率测定发射率是物体汲取和辐射红外能量本领的一种度量。
它的值可以是0～1.0。
例如，镜子发射率是0.1，而“理想黑体”则达到1.0的发射率值。
假如设置了比实际发射率值更高的值则输出的读数就会低，前提是目标温度高于四周环境温度。
例如，假如您已经设置了0.95，而实际发射率是0.9，则仪器温度读数将低于实际温度。
物体的发射率可通过以下方法来测定：1.先使用RTD（电阻温度检测器，PT100）、热电偶或其他适用方法来测定材料的实际温度，下一步使用红外测温仪测量材料的温度和调整发射率设置，直到达到相同温度值。
这是被测材料的发射率。
2.对相对较低的温度（260°C,500°F以下），在待测物体上贴一张塑料不干胶贴纸。
贴纸面积应大过测量斑。
用0.95的发射率测量贴纸的温度，X后，测量物体邻近区域的温度，并调整该发射率设置，直到达到相同温度。
这是被测材料的发射率。
3.假如可能，在物体表面一部分涂上平光黑色涂料。
该涂料的发射率必需大于0.98。
用0.98的发射率测量涂料区域的温度，X后，测量物体邻近区域的温度，并调整该发射率设置，直到达到相同温度值。
这是被测材料的发射率。
典型发射率值下表供给了部分材料的发射率，可在上述方法均不可行时使用。
表中所示发射率只是貌似值，由于下面一些参数均可影响材料的发射率：1.温度2.测量角度3.几何形状（平面、凹、凸等）4.厚度5.表面质量（抛光、粗糙、氧化处理、喷砂）6.测量的频谱范围7.透射系数（如塑料薄膜）金属材料发射率（谱段8–14μm）铝未氧化的0.02‐0.1氧化的0.2‐0.4A3003合金，氧化的0.3粗加工0.1‐0.3抛光0.02‐0.1黄铜抛光0.01‐0.05磨光0.3氧化0.5铬0.02‐0.2铜抛光0.03粗加工0.05‐0.1氧化0.4‐0.8金0.01‐0.1海恩斯合金0.3‐0.8要提高表面温度测量精度，请考虑实行以下措施：•使用同样用来进行测量的仪器测定物体发射率。
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。
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。
红外光谱发射率测试
红外光谱发射率测试一、样品准备1.1 样品选择与制备在进行红外光谱发射率测试前，需要选择具有代表性的样品。
样品的性质（如化学成分、粒度、形态等）应符合测试要求。
根据不同的测试目的，可以选择天然样品或人工合成样品。
1.2 样品处理对于某些需要特殊处理的样品（如易潮解、具有强烈气味等），应进行适当处理以避免对测试结果产生干扰。
例如，可以烘干、研磨或使用密封容器储存。
二、光谱采集2.1 仪器准备在进行红外光谱发射率测试前，应确保仪器处于良好状态，包括光路调整、仪器校准、检测器清洁等。
2.2 测试条件设定根据样品性质和测试目的设定测试条件，如扫描范围、扫描次数、分辨率等。
此外，还需设定适当的测试环境参数（如温度、湿度等）。
2.3 光谱采集将制备好的样品放置在样品台上，按照设定的测试条件进行光谱采集。
在采集过程中，应保持样品表面平整、无气泡，并避免外界干扰（如振动、电磁场等）。
三、数据处理与分析3.1 数据处理对采集到的红外光谱数据进行预处理，如去噪、基线校正、归一化等，以增强光谱信号的质量和可靠性。
3.2 数据分析利用专业软件对处理后的数据进行解析，识别出样品的主要化学成分和官能团。
通过对光谱峰位置、峰强度、峰形等参数进行分析，可以获得样品的化学结构信息。
四、结果解释4.1 官能团识别与确认通过对红外光谱的分析，可以识别出样品中存在的官能团，如碳氢键、羰基、羟基等。
这些官能团的存在和分布对于理解样品的化学性质和结构具有重要意义。
4.2 发射率计算根据采集到的红外光谱数据，可以计算样品的发射率。
发射率是衡量物体辐射能力的重要参数，对于研究材料的热学性能、光学性能等具有重要意义。
五、应用扩展5.1 材料研究红外光谱发射率测试在材料研究领域具有广泛的应用，如新型功能材料的开发、材料性能表征等。
通过对材料进行红外光谱发射率测试，可以深入了解材料的化学结构和物理性质。
5.2 环境监测红外光谱发射率测试也可应用于环境监测领域，如大气污染物的检测、水体中污染物的识别等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
测量材料全波长发射率时，探测器需要选择使用无光谱选择性的温差电堆或热释电等器件；测量材料光谱发射率时，需要选择使用光子探测器并配备特定的单色滤光片。
许进堂等人曾采用独立黑体方案设计了一套法向全波长发射率测量装置，精度可以达到3.7%。
独立黑体方案的优点在于能够精细地制作标准辐射源，并可精确地计算其辐射特性。
其缺点在于等温条件难以得到保证，特别是对不良导热材料。
在实际应用中，人们还常常采用整体黑体法和转换黑体法两种能量法测量材料的发射率，即在试样上钻孔或加反射罩，使被测材料变为黑体或逼近黑体性能，从而进行材料发射率的测量。
两种转换黑体法示意图(2)红外傅里叶光谱法:进入90年代以来，由于红外傅里叶光谱仪的发展和广泛应用，很多学者都建立了基于该装置的材料光谱发射率测量系统和装置。
红外傅里叶光谱仪主要由迈克尔逊干涉仪和计算机组成，其工作原理是光源发出的光经迈克尔逊干涉仪调制后变成干涉光，再把照射样品后的各种频率光信号经干涉作用调制为干涉图函数，由计算机进行傅里叶变换，一次性得到样品在宽波长范围内的光谱信息。
因此，红外傅里叶光谱仪在测量红外发射方面是一个功能强大的仪器。
近年来，许多国家都进行了基于傅里叶红外光谱仪材料光谱发射率测量的研究工作。
最具有代表性的是半椭球反射镜反射计系统，该系统由Markham等人研制，曾获1994年美国百项研发大奖。
系统的整体结构示意图如图所示。
系统可以同时测量材料的光谱发射率和温度，温度测量范围为50~2000℃，典型测量精度为5％；光谱测量范围为0.8~20μm，典型测试精度为3%。
试样直径为10~40mm，试样的有效直径测量范围为1~3mm，为保证加热时试样温度的均匀性，试样的最佳厚度为1~3 mm。
（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。
但是这是未来的发展方向。
发射率测量方法的优缺点二、本方案的基本原理考虑到红外热像仪和多光谱分析仪较贵，本方案计划采用“双罩法”测量。
“双罩法”的基本原理就是将待测样品的辐射能量与处于相同温度下黑体所辐射的能量相比，就得到待测样品的发射率，本文中所述的发射率如无特别说明均指半球发射率。
在工程上将被测面近似为灰体，灰体的定义是在任何温度下所有各波长射线的辐射强度与同温度黑体的相应波长射线的辐射强度之比等于常数。
测量原理结构如图所示，双罩即由半球吸收罩与半球反射罩组成，其中吸收罩内表面为高吸收率材料，反射罩内表面为高反射率材料。
为了便于讨论半球罩的检测工作原理，可作如下三个假设：（1）不考虑透射率（即透射率=0），反射罩的内表面反射率和吸收罩的内表面吸收率均为1；（2）顶部开口面积相对于半球面积可忽略，不需要考虑在开孔处的能量损失。
（3）罩内表面温度在测量过程中保持不变，因此罩内表面与被测表面间没有相对传热。
设被测物体表面的温度为Ts，发射率为ε。
当半球反射罩扣在被测物体表面上时，反射罩和被测物体表面组成一个闭合腔体，由被测物体表面发射的辐射能被反射罩内表面不断地反射，而被测物体表面却不断地吸收由反射罩反射回来的辐射能。
由于辐射是以光速传播，因此上述的不断反射和吸收过程是瞬间完成。
设ω0为温度T S时的黑体辐射功率，当反射罩对着被测物体表面时，所组成的闭合腔体就成为一个等效黑体。
自然敏感元件从小孔中接收到的辐射功率等于黑体辐射功率。
设φ12为被测物体表面对半球罩顶部小孔的角系数，则由小孔通过的辐射功率为E b=φ12ω0。
将反射罩换成吸收罩，这时由于吸收罩表面和被测物体表面组成闭合腔体，因此被测物体表面辐射到吸收罩内表面的能量完全被吸收。
敏感元件接收到的辐射功率即为被测表面发射的固有辐射功率ES=φ12εω0。
固有辐射功率与黑体辐射功率的比值即为被测面的发射率：式中K敏感元件的热转换系数。
测量传感器结构如上图所示, 由吸收罩与反射罩两部分组成。
在理想情况下，被测面为灰体，半球反射罩反射率ρ为1, 被测表面能量经反射罩多次反射后由从小孔出射, 此时被测面有效辐射率为1，其辐射能为E = σ T4。
同时，理想情况下半球吸收罩的吸收率α为1，被测表面向吸收罩辐射的能量均被其吸收，由小孔出射的能量为被测面自身辐射能E =εσ T4。
这样从两罩小孔中出射的辐射能比值即为被测表面发射率。
实际的反射罩反射率和吸收罩吸收率不可能为1，需要分析其误差影响。
这里引入有效发射率的概念, 可得半球罩结构下被测表面的有效发射率εeff公式式中: α为罩体吸收率; F1 和F2 分别为被围表面与半球罩面积。
根据有效发射率的意义，对于敏感元件热电堆，半球吸收罩输出V a与半球反射罩输出V r为:式中:ε e ffa与εef fr分别为吸收罩和反射罩对应被测面的有效发射率，两者比值为电压比。
根据有效发射率式( 1)可得实际测量的传感器输出电压比将比被测发射率小, 但这部分偏差可通过标定过程补偿。
该系统采用4个第三方测定的样板对测量系统进行标定, 补偿由于反射罩和吸收罩特性影响导致的误差。
在长期在线测量条件下, 吸收罩和反射罩的温度升高, 其自身辐射能也将通过被测面反射后由小孔出射, 并且热电堆输出电压随传感器冷端温度升高而变化, 从而引起测量误差, 通过分析建立误差因素模型:式中，是吸收罩与其传感器冷端的温度误差系数；，是反射罩与其传感器冷端的温度误差系数;，为将测得电压补偿到一个相对零点后仅含有表面辐射量信息的值用和代替Va 和Vr 解方程组( 1)、( 2)、( 3), 将求得的发射率值标定后即可实现发射率的在线长时测量。
三、系统的总体结构测量系统总体结构如图所示，包括传感器模块、信号处理模块和上位机测量显示模块。
传感器模块包括2个半球罩及热电堆传感器、4 路PT100 热电阻测量补偿温度和一路PT100测量被测面温度Ts，通过测量表面温度得到发射率与温度的对应关系；信号处理模块为温度测量部分提供电流驱动，并且采集7路信号进行A /D转换后通MODBUS协议将数据实时传输给上位机；上位机接收数据后通过补偿模型计算出发射率值, 并实时绘制被测面发射率随温度的变化曲线。
在应用现场, 传感器与上位机距离超过15 m, 考虑到红外热电堆传感器的输出为几mV, 如果将信号通过长线传输至电路将会对本来就很小的信号造成衰减, 因此采用将电路与2个半球罩做成一体结构, 如图中实线框所示。
该结构对测量电路的测量精度与尺寸提出了很高的要求。
四、系统电路设计4.1测量电路设计系统待测辐射量很小，光电式传感器对工作环境要求较高, 无法适应高温环境。
红外热电堆传感器不仅能够适应强震动和高温环境，而且测量响应速度为m s级，无需复杂光学系统。
综合各方面考虑，系统采用红外热电堆传感器。
测量系统采用传感器与电路一体的结构，电路板空间狭小, 要求电路具有很高的集成度， mV级的热电堆输出电压不论在测量精度还是抗干扰上都加大了难度。
根据测量电路对CPU 的要求, 采用ADuC845 微处理器, 测量电路如图所示,CPU 外围电路结构简单, 只需要提供电源及参考电压, 片内集成的可编程增益放大器PGA 和高达24 位分辨率的型ADC完全满足测量要求。
并且片内集成的400 μA 电流源可直接驱动PT100信号, 简化了电路。
芯片内ADC上的斩波机制使其具有优良抑制直流失调及漂移性能，非常适用于对失调、噪声抑制和电磁兼容要求高的电路。
通过寄存器可将PGA 增益编程为8 级以满足不同的输入范围, 并在测量电路中添加1. 25 V 偏置电压让输入信号工作在放大器的线性区, 提高测量精度。
对于PGA, 测量范围越小则测量的精度越高，在该应用中传感器输出小于40 mV, 因此为了充分利用芯片的精度，在该电路中通过单片机程序识别输入信号的范围自动选择PGA 的增益，设定20 mV为阈值, 在输入小于20 mV 时选择0~ 20 mV, 当输入大于20 mV时程序自动切换为0~ 40 mV.4.2 RS- 485通信电路信号处理模块与上位机使用RS - 485协议进行长距离通信, 由于电路所处的环境为强电磁干扰, 因此为了增强抗干扰能力提高可靠性, 采用基于iCoup ler磁耦隔离技术的隔离RS- 485收发器ADM 2483。