发射率的测量
发射率在线测量系统及其电路设计

V a=Ks E ,)A I。 o Td 肠
() 2
V =K8 RE ,)A r I 0 Td 盘
率, 两者 比值 为电压比。
() 3
式中 :e 与 s  ̄f a 分别为吸收罩和反射罩对应被测 面的有效 发射 根据有效发射率式 ( ) 1 可得实 际测量 的传感 器输 出电压 比
s se T e e p rme tr s l h w t e me s r me t y tm a i is t e e si i a u e n e u sso o o dt n y t m. h x e i n e u t s o h a u e n s s s e s t f h misvt me s r me t q e t n s me c n i o . se y r i Ke r s:misvt o - n o t u u a u e n ; i u t t mp r t r o e n ai n y wo d e s i i y; n l e c ni o s me s r me t c r i;e e a u e c mp s t i n c o
— —
2
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+。 =_(—— 一 l】
强, 能在强 电磁 干扰和高温强震动环境 中连续工作 。
1 测 量原 理
式中 : 为罩体 吸 收率 ; F 和 分 别 为被 围表 面 与半球 罩 面
积。
测量传感器结构 如图 1 所示 , 由吸收罩与 反射罩 两部分 组
根据有效发射 率 的意 义 , 对于 敏感元 件热 电堆 , 半球 吸
ee bu ee cr ge cit f e c E )ei at blyt ehn eter i it adeet m ge ccmpt it f rdao th l t man t n r rn e( MI rs tn ait o na c h l bly n l r a t o a b i o t e o i ee s i e a i co n i i ly
光谱发射率

光谱发射率光谱发射率是一个重要的概念,它是指一个物体发射光谱的强度和波长的统计量。
它是密切相关的物理量,用于提取有关物体的信息,以及了解介质的结构和机理。
一般来说,物体的光谱发射率越高,物体的能量发射量就越大。
光谱发射率也是一种常用的物理量,它可以用来描述物质发射多少能量,也可以用来表示物质发射多少波长。
光谱发射率在实验中也被称为光谱密度,并且在许多学科,包括光学,电磁学,天文学,原子物理学,等等,都可以获得测量结果。
光谱发射率也可以用来测量温度,以及描述温度的变化。
要测量光谱发射率,需要使用特定的设备来测量物体发射的频率,波长,及强度。
当进行测量时,会使用一种称为“强度计”的仪器来测量物体发射的强度,并将结果与波长使用一定的公式来计算光谱发射率。
光谱发射率的测量结果可以用来描述物质的性质。
例如,在原子物理学中,可以利用光谱发射率来研究原子中电子的能量状态,以及原子之间影响的联系。
此外,光谱发射率也可以用来分析某种物质在不同温度下的行为,以及用于识别某个或某种物质。
光谱发射率测量是一项重要的研究工作,可以用来提取有关物质的信息,并了解介质的结构以及物理机理。
近年来,随着科学技术的发展,光谱发射率的测量工作变得更加精细,更加准确,并且可以用来获取更多更有用的信息。
此外,光谱发射率也可以应用于更多的领域,比如空间探测,环境监测,医学研究,等等,来获取相关信息。
总的来说,光谱发射率是一个重要的物理量,它可以用来测量物质发射的能量和波长,从而了解物质的性质,并可以应用于多个领域,以获取相关的信息。
正是由于这些原因,物理学家致力于逐渐加强光谱发射率的测量,以便获得更丰富的信息,为人类健康,科学和技术发展做出贡献。
本文介绍了光谱发射率这一重要的物理量,它可以用来描述物质发射的能量,也可以用来测量温度,以及描述温度的变化。
它也可以应用到多个领域,来获取有关物质的信息,为人类健康,科学和技术发展做出贡献。
未来,物理学家将继续加强对光谱发射率的测量,以期获得更多的有用信息,为人类的发展作出积极贡献。
基于环境辐射的现场目标发射率测量方法研究

A m e t h o d o f e mi s s i v i t y m e a s u r e m e n t b a s e d o n t h e c h a n g e o f t h e e n v i r o n n m n t a l r a d i a t i o n i s p r o p o s e d . O b j e c t e m i s s i v i t y
第4 3卷 第 3期
2 0 1 3年 3月
激 光 与 红 外
L AS ER & I NFRARED
Vo 1 . 43. No . 3
Ma r ch. 2 01 3
文章编号: 1 0 0 1 - 5 0 7 8 ( 2 0 1 3 ) 0 3 - 2 7 2 - 0 4
・ 红外 技术及 应用 ・
Abs t r a c t: Ta r g e t e mi s s i v i t y me a s u r e me n t i s t h e f o u n d a t i o n o f t a r g e t i nf ra r e d r a d i a t i o n c h a r a c t e r i s t i c me as u r e me n t . Th e r a d i a t i o n o f t a r g e t a nd s u r r o u nd i ng s i s a na l y z e d. Th e a mo u n t o f r a d i a t i o n r e a c hi ng t he d e t e c t o r i s de r i v e d t h e o r e t i c al l y .
如何调整红外测温仪发射率

如何调整红外测温仪发射率红外测温仪是利用物体辐射红外线的原理来测量物体表面温度的仪器。
而发射率是红外测温仪能够准确测量物体表面温度的一个关键参数,因此调整红外测温仪的发射率非常重要。
发射率是一个介于0和1之间的数值,用来描述物体辐射能力的大小。
发射率越高,物体辐射的能量越多,测温仪测得的温度就越准确。
不同材料的发射率普遍存在差异,因此在使用红外测温仪之前,需要根据被测物体的材料来调整测温仪的发射率。
下面是一些调整红外测温仪发射率的方法:1.使用预设发射率:一些红外测温仪可以提供一些常见材料的预设发射率,用户可以从预设列表中选择适合的发射率。
这种方法简单易行,但是对于特殊材料或不同表面处理的物体来说,可能会引入一定的误差。
2.查找发射率表:另一种方法是查找相关的发射率表,这些表中列出了许多常见物体材料的发射率数值。
用户可以根据被测物体的材料,在表中找到相应的发射率数值并进行设定。
这种方法相对准确,但是需要额外的查找工作。
3.利用样品与测温仪校准:如果红外测温仪可以进行校准的话,可以利用已知温度的样品与测温仪进行校准。
首先,将样品置于已知温度环境中,然后使用红外测温仪测量样品的温度。
根据已知温度和测量温度的差异,可以计算得到红外测温仪的实际发射率,并进行设定。
4.实验测量发射率:另一种方法是利用实验测量的方式来确定物体的发射率。
首先,使用红外测温仪测量一个物体的温度,再使用其他准确的温度测量仪器(如热电偶或热电阻温度计)测量同一物体的温度。
比较红外测温仪测量的温度和准确测量仪器测量的温度差异,可以用来计算物体的发射率。
无论采用哪种方法来调整红外测温仪的发射率1.保持测温仪与被测物体之间的距离适当,以确保测量准确性。
2.考虑被测物体的表面处理情况,对于不同的材料和表面处理方式,发射率可能有所差异。
3.注意测温仪的环境条件,如温度、湿度等,这些因素也可能会对测量结果产生影响。
总之,发射率是红外测温仪进行准确测量的重要参数。
基于积分球反射计的红外光谱发射率测量系统校正方法

基于积分球反射计的红外光谱发射率测量系统校正方法张宇峰;戴景民;张昱;潘卫东;张磊【摘要】In view of the influence of non-ideal reference standard on spectral emissivity measurement,by analyzing the principle of infrared emissivity measurement system based on integrating sphere reflectometer,a calibration method suitable for measuring spectral emissivity system using the reflection measurement was proposed.By fitting a spectral reflectance curve of the reference standard sample to the given reflectance data,the correction coefficient of measurement system was computed.Then the output voltage curve of reference standard sample was corrected by this coefficient.The system error caused by the imperfection of reference standard was eliminated.The correction method was applied to the spectral emissivity measurement system based on integrating sphere reflectometer.The results measured by the corrected system and the results measured by energy comparison measurement were compared to verify the feasibility and effectivity of this correction method in improving the accuracy of spectral emissivity measurement.%针对非理想参考反射标准对光谱发射率测量结果的影响,基于积分球反射计的红外发射率测量系统原理,提出了一种适用于反射法光谱发射率测量系统的校正方法.通过参考反射标准样光谱反射率的数据拟合,得到反射率的曲线方程,计算反射测量系统的校正系数,校正参考标准样的输出电压,推导出光谱反射率为1的参考标准样输出电压曲线,消除了非理想参考标准造成的系统误差.应用该修正方法对基于积分球反射计的太阳能选择吸收涂层光谱发射率测量系统进行了校正,将校正后的光谱发射率测量结果与能量比较法的测量结果进行对比,验证了校正方法的可行性,有效性,提高了光谱发射率测量的准确度.【期刊名称】《光谱学与光谱分析》【年(卷),期】2013(033)008【总页数】5页(P2267-2271)【关键词】校正方法;积分球反射计;红外光谱发射率;参考标准【作者】张宇峰;戴景民;张昱;潘卫东;张磊【作者单位】哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院,黑龙江哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】O657.33;O433.1引言基于积分球反射计的光谱发射率测量方法不仅解决了常温和中低温发射率测量的难题,而且突破了测量超低发射率材料的技术瓶颈。
超高温FTIR光谱发射率测量系统的线性度分析

超高温FTIR光谱发射率测量系统的线性度分析王宗伟;戴景民;何小瓦;杨春玲【摘要】为研究航天领域特种材料高温区域的光谱辐射特性,建立了基于傅里叶光谱仪的超高温光谱发射率测量系统.系统线性度是发射率测量精度的保证,通过测量多温度点黑体辐射的光谱信号,采用多温度点线性拟合方法求得每个光谱点的光谱信号值与黑体光谱辐射亮度的函数关系式,并结合仪器线性度测量理论,建立了光谱发射率测量系统的线性度测量方法.实验测量了黑体温度范围1 000~2 000℃和光谱范围3~20 μm的光谱辐射信号,求得波长λ=4 μm的理论直线与测量光谱值的线性关系.实验表明,仪器在4~18μm光谱范围响应较好,除CO2强吸收光谱区域,仪器的光谱线性度均优于1%.当测量系统线性度一定时,温度越高,光谱误差对发射率的影响越小.评定光谱发射率测量系统的线性度有利于剔除个别温度点光谱扰动带来的误差.%To study thermal radiation properties of special materials at high temperature in aerospace fields, the ultrahigh temperature spectral emissivity measurement system with Fourier spectrometer has been established. The linearity of system is the guarantee of emissivity measurement precision. Through measuring spectral radiation signals of a blackbody source at different temperatures, the function relations between spectral signal values and blackbody spectral radiation luminance of every spectrum points were calculated with the method of multi-temperature and multi-spectrum linear fitting. The spectral radiation signals ofblac kbody were measured between 1 000℃ and 2 000℃ in the spectral region from 3 to 20μm. The linear relations between spectral signal and theory line at wavelength of 4μm were calculated and introduced. Thespectral response is well good between 4 and 18 μm, t he spectral linearity are less than 1% except CO2 strong absorption spectrum regions. The results show that when the errors of measured spectrum radiation and linear fitting theory lines are certain, the higher the temperature, the smaller the spectral errors on emissivity. The linearity analysis of spectrum response is good at eliminating errors caused by individual temperature' disturbance to the spectra.【期刊名称】《光谱学与光谱分析》【年(卷),期】2012(032)002【总页数】4页(P313-316)【关键词】热辐射特性;光谱发射率;线性度;超高温;傅里叶光谱仪【作者】王宗伟;戴景民;何小瓦;杨春玲【作者单位】哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院,黑龙江哈尔滨150001;航天材料及工艺研究所,北京100076;哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院,黑龙江哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】TK39材料的光谱发射率是表征材料表面光谱辐射特性的重要热物性参数。
基于红外热像仪的涂层波段发射率测量
第2 卷 第 6 9 期 20 0 7年 6月
红 外 技 术
I fa e e h o o y nrrdT c n lg
V 1 9 No 6 b. 2 . Jn 2 o ue 07
( 测量技 术 >
基 于红 外 热 像仪 的涂 层 波 段 发 射 率 测 量
中图分 类号 :T 7 N96 文献标 识码 :A 文章 编号 : 10 .8 120)60 1.4 0 18 9(070 .3 60
M e s r i e a d Emisv t f a i g t e m a ma e a u eW d b n sii o y Co tn s wih Th r l I gr
2C iaS uhId s i o p C r .B i n 0 0 1 C i ) .hn o t n u t e Gru o p, e ig 10 8 , hn rs j a Ab t a t W i t d c d a n a e m a e d n sn o e a e n Co t u ltd ma n h d e ak v sr c . nr u e n if r di g e o ig m d l sd o no r o i id n M r o o r b e
曹 义 ,程 海峰 ,郑文伟 ,才鸿年 - , ,成绍军
(. 1 国防科技大学航天与材料工程学院重 点实验室 ,湖南 长沙 4 0 7 ;2兵器装备集 团公司 ,北京 10 8 ) 10 3 . 0 0 1
摘要:简要介绍 了红外热像仪测量涂层发射率的原理 , 详细介绍 了 基于红外热像仪的涂层波段发射率 测量装置设计与测试方法, 实际测试发 射率 0 0  ̄0 2 之间的4个标准样 品, .8 .0 7 9 误差均不大于 2 6 . %。 0 关键词:红外;热像仪;发射率
多波长法金属防热瓦表面温度及发射率的测量
e sii n c niu u l e t gc us 、 n w misvt su t nwa rsne nti a e. sd o h e mis t i o t o s h ai o re A e e sii a smp i spe e tdi hsp p r Ba e n ten w vy n y n y o
的光谱发射率在选定的光谱处与温度 有近 似相 同的线性关系,通 过处理 两个不同温度点处 的多光谱测量数据 以得 到 防热 瓦真温及光谱发 射率。使 用多波长高速 高温计测量 了某种 防热 瓦在 9 0 10  ̄ 0 ~ 3 0C的温度范 围内的辐射 ,并进 行 了数据处理。实验 结果表 明,只要温度估计初值与真 实情 况的误差在+ 0  ̄ _ 0C以内,即可得到较好 的计算温度值 2 和计算发射率值,测量不确 定度在 2 %以 内,说明此方法是 测量金属 防热 瓦表 面温度及发射率的可行方法。
a s p i n an w a ap o e s g meh d o emu ts e ta a i t n t e o t r s n o u e , e me h dwa s u t , e d t r c s i t o f h l p c r l d ai r me e t d c d Th t o st m o n t i r o hm wa i r o
物体的发射率
物体的发射率
物体的发射率是一种材料性质,表示物体在特定温度下辐射能量的能力。
它是一种效率系数,介于0和1之间,通常用于描述物体的红外辐射能力。
物体的发射率可以根据不同的材料、表面结构、几何形状、角度、波长、温度等因素而变化。
一般来说,物体的发射率越大,它的辐射能力就越强。
除了对磨光金属外,金属的发射率较低,随着温度的升高而增加。
然而,对于一些非金属材料,如多晶陶瓷、聚苯乙烯和聚乙烯,它们的发射率与表面粗糙度关系不大。
影响发射率的因素还包括材料、表面结构、几何形状、角度、波长、温度等。
因此,可以根据不同的应用场景和需求,选择具有合适发射率的材料和表面处理方式,以优化设备的性能和效率。
在测量物体的发射率时,通常需要使用专门的仪器和实验设备,如光谱发射率计和红外热像仪等。
对于大于0.6的发射率,通常认为是比较可靠的测量结果;而对于小于0.6的发射率,则可能需要更多的背景信息和实验数据来进行可靠的测量和分析。
光谱反射率和发射率
光谱反射率和发射率
光谱反射率和发射率是描述物体与电磁辐射交互的两种重要属性。
光谱反射率是指当光源照射到物体表面时,物体对不同波长的电磁波产生选择性反射的能力。
它是物体表面反射的辐射能量和它所接受的辐射能量的比值,通常在0到1的范围内。
光谱反射率是物体本身对颜色的表征,不仅全面地记录了物体的颜色信息,而且也是物体表面材质的表示方式。
通常,光谱反射率可以通过分光光度计等仪器进行测量。
发射率则是指物体辐射发射率随波长变化的规律,也就是物体在某一温度下向外辐射的能量与相同温度下黑体辐射能量的比值。
这个比值通常也在0到1的范围内。
发射率反映了物体在不同波长下的辐射能力,是物体热辐射特性的重要参数。
总的来说,光谱反射率和发射率都是描述物体与电磁辐射交互的重要物理量,它们在遥感、光学、热学等领域有着广泛的应用。
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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。
Байду номын сангаас
四、能量法
四、能量法
四、能量法
四、能量法
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; (3)样品加热炉温度设为600、700、800℃,在此温度下用光谱仪测量样 品的光谱辐射能量,同时记录热电偶读数,即为样品温度 (4)利用发射率公式计算出不同温度下的光谱发射率。
二、反射率法
根据能量守恒定律及基尔霍夫定律,只要将已知强度的辐射能投射到 被测的不透明样品表面上,并用反射计测出表面反射能量,即可求得样品的 反射率,进而计算发射率。
通常采用的反射计有热腔反射计、积分球(抛物面、椭球面等)反射 计、镜面反射计及测角反射计等。 (1)热腔反射计法测量范围通常为1~15μm,精度3%~5%,但该方法的精 度在很大程度上取决于样品温度,而且必须大大低于热腔壁的温度,所以 不适于高温测量,但此方法能测出样品的光谱及方向发射率,样品制备简 便,设备简单,测试周期也较短,故仍得到一定应用。
分类及原理
基尔霍夫定律是一切物体热辐射的普遍定律: 吸收本领大的物体,其发 射本领也大, 如果物体不能发射某波长的辐射,则也不能吸收该波长的辐射。 绝对黑体对于任何波长在单位时间,单位面积上发出或吸收的辐射能都比 同温度下的其它物体要多。 基尔霍夫定律的意义在于将物体的吸收能力和发射能力联系起来,同 时将各种物质的吸收、发射能力与黑体的吸收、发射能力联系起来。
(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 量提出了越来越高的要求 。同时,由于探测 、计算机技术的发展,发射率 测量技术也得到了长足的发展。
二、反射率法
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, 测量速度快,可以现场测量,测温上限几乎没有限制,因而特别适合于高 温、甚高温目标的真温及材料发射率的同时测量,在目前已有的应用中表 现了极好的发展前景。
为了描述非黑体的辐射,引入辐射发射率或比辐射率
e M e0 M 0
介于0和1之间(分为黑体,灰体,选择体),是关于波长、温度及表 面性质的函数。
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。