低发射率材料红外法向发射率谱测量方法的研究

采用热管技术研制了材料发射率谱的专用测量附件;利用双温测量技术,在P-E983型红外分光光度计及3600型数据站上进行了较低温度下低发射率材料红外法向发射率谱测量方法的研究.实测了几种材料的发射率谱;讨论了影响测量误差的诸因素.     

Sm~(3+)掺杂Co_(0．6)Zn_(0．4)Ni_(0．8)Fe_(1．2)O_4红外辐射陶瓷材料的研究

用常规固相合成法成功地制备出Sm3 掺杂Co0.6Zn0.4Ni0.8Fe1.2O4红外辐射陶瓷材料,并通过XRD、FT-IR和IRE-2型红外发射率测量仪测试了材料的微观结构,分析了材料的结构特征与红外辐射性能的关系,发现Sm3 的掺杂导致Sm3 以一定的配位形式进入Co0.6Zn0.4Ni0.8Fe1.2O4体系中,并形成了有限置换型固溶体结构.数据分析可知,Sm3 掺杂浓度对材料的红外辐射性能存在一定的影响,样品Sm0.1在全波段的积分发射率为0.74,而在>8μm波段的平均发射率最高值可达0.94.     

固体壁面红外辐射特性的研究

在飞行器红外隐身技术中,研究固体壁面的红外辐射特性十分重要,该红外辐射特性又与法向全发射率和红外辐射光谱的测量密切相关。本文介绍用参比法测量法向全发射率及用光栅单色仪测量红外辐射光谱的实验方法并对测试结果进行分析。     

基于控制环境辐射的黑体辐射源发射率测量方法研究

介绍了中国计量科学研究院基于控制环境辐射的黑体辐射源发射率测量原理、方法和装置的研究进展。基于普朗克黑体辐射理论,建立了控制环境辐射的黑体辐射源发射率测量方法的理论模型,并且搭建该测量装置,研究了该方法测量黑体辐射源发射率的结果和影响因素。利用该系统测得的黑体辐射源发射率测量的结果与理论模拟的结果高度吻合,测量重复性(标准偏差)达到0.07%。实验结果表明该方法在测量黑体发射率时不受热辐射环温度重复性的影响,当热辐射环温度与被测黑体温度的差异足够大时,热辐射环温度的变化对黑体发射率测量结果的影响可以满足应用的需求。该方法具备热红外遥感载荷在轨定标黑体的发射率测量的应用潜力,为我国红外遥感在轨定标系统定量化水平的提高提供重要技术基础。     

光谱发射率测量技术

论述了光谱发射率在航天、航空、国防、军事及国民经济各领域中的实际应用和重要意义.材料光谱发射率的影响因素很多,且应用背景差异较大,各国分别建立了各具特色的发射率测量装置.根据测量特点及应用范围,发射率测量方法分4大类:量热法、反射法、能量法和多波长法.针对每种测量方法介绍了基本原理、装置特点、技术指标和发展现状.简单介绍了基于红外傅里叶分析光谱仪建立的光谱发射率测量系统,进而描述了材料发射率在重要领域的具体应用情况.分析了我国目前在发射率测量技术方面存在的问题,展望了我国发射率测量技术的发展趋势和发射率数据库方面的进一步工作.     

基于环境辐射的现场目标发射率测量方法研究

目标发射率测量是目标红外辐射特性测量的基础。介绍了一种基于环境辐射改变的目标发射率的测量方法。分析及推导了到达探测器上的辐射量,通过改变环境辐射的方法测定目标的反射率,进而得到物体的发射率。在实验室内采用黑体作为主动辐射源改变环境辐射,对三种物质分别进行发射率测量,与直接测量的发射率进行比较,结果最大误差为0.017,达到了实际需要,验证了该测量方法的可行性和准确性。该方法为红外辐射非接触精确测量物体温度提供了必要参量。     

基于标准黑体的物体表面发射率计算方法研究

红外测温仪器的精度和被测物体表面的发射率对测量物体红外辐射特性的准确性影响很大。为了提高物体表面发射率的计算精度,先通过标准黑体对红外热像仪进行标定。然后,利用标定好的红外热像仪测量温度,计算出被测物体表面的发射率。将基于神经网络的红外热像仪标定方法应用到目标发射率的求解方法中,有效地消除了热像仪的系统误差。测试装置简单,测试结果准确。同时,温度和发射率的精确测量为红外隐身材料的研制奠定了基础。     

材料表面发射率测量技术研究进展

材料表面发射率是描述物体热辐射特性的重要参数,与辐射传热设计、测温、热像检测和武器隐身等技术密切相关.综述了量热法、能量法和多波长法测量材料表面发射率的研究进展,分析了材料发射率及其测量不确定度的影响因素,介绍了发射率测量标准样品的研制及国际间比对,最后展望了该领域的发展趋势.     

超高温FT-IR光谱发射率测量系统校准方法

针对材料发射率数据日益增长的需求,建立了超高温傅里叶变换(FT)光谱发射率测量系统.为校准材料光谱发射率的测量结果,建立了包含辐射传交换、固体热传导、辐射测温在内的发射率校准模型.通过校准模型定量分析了试样辐射热损、厚度、热导率等因素引起的发射率测量误差.结果表明,这些因素均导致试样测量温度偏高,而发射率测量结果偏低.测量了真空环境下2000℃时纯度为99.99%石墨的光谱发射率曲线.采用模型校准后的发射率曲线与文献比较,取得了比较一致的结果.该方法在超高温发射率测量技术中可以有效地提高测量精度.     

超高温FT-IR光谱发射率测量系统校准方法研究

针对材料发射率数据日益增长的需求,建立了超高温傅里叶变换（FT）光谱发射率测量系统.为校准材料光谱发射率的测量结果,建立了包含辐射传交换、固体热传导、辐射测温在内的发射率校准模型. 通过校准模型定量分析了试样辐射热损、厚度、热导率等因素引起的发射率测量误差.结果表明,这些因素均导致试样测量温度偏高,而发射率测量结果偏低.测量了真空环境下2000℃时纯度为99.99%石墨的光谱发射率曲线.采用模型校准后的发射率曲线与文献比较,取得了比较一致的结果.该方法在超高温发射率测量技术中可以有效地提高测量精度.     

半透明体的发射比、反射比、透射比和真温等参数的测量

通过对环境辐射影响目标辐射探测的研究,引入并讨论了等效黑体辐射理论的概念及其适用条件.利用等效辐射的概念处理环境辐射的透射部分,把理论推广和应用到了半透明体的发射率比、反射比、透射比和真温的测量中去.本文提出了几种测量方法,其结果吻合较好.     

基于集成黑体法的1 000~1 500℃石墨材料高温红外光谱发射率测量

建立了基于集成黑体法的材料高温红外光谱发射率测量理论模型,重点讨论了不等温集成黑体空腔有效发射率、观测因子、样品材料外推温降因素的影响。基于集成黑体法搭建了以傅里叶红外光谱仪为红外辐射探测系统的高温红外光谱发射率测量装置。基于蒙特卡罗光线追迹法数值开展了集成黑体有效发射率数值模拟,并进行了实验验证。讨论了辐射源尺寸效应、光谱响应度线性度等非理想因素对集成黑体法高温光谱发射率测量的影响。开展了石墨材料在1 000℃、1 300℃、1 500℃的红外光谱发射率实验研究,并与已公开发表的测量结果进行了比对。本文结果与文献数据优于5%的良好一致性,验证了集成黑体方法在高温发射率测量中的可行性。     

一种表面发射率的测量方法研究

大型实验设备由于表面温度难以控制而使其表面发射率精确测量较为困难。在分析表面发射率测量误差主要来源的基础上,提出一种表面发射率工程测量方法。分析并推导了到达探测器上的辐射量,利用两发射率已知的设备,实现了环境辐射量的测量,从而消除了环境辐射对表面发射率测量的影响,有效提高了测量精度。设计了实验方法并进行了发射率测量实验,实验结果表明未考虑环境辐射的测量方法与该方法的计算结果相对误差可达20.37%,验证了该测量方法的可行性和准确性。     

辐射发射率测量方法与评估

对发射率的测量研究是辐射研究的基本问题之一。近十余年来,由于热释电探测器及傅里叶光谱仪技术方面的发展,发射率测量有了较好的结果。发射率测量方法有两大类,即直接法与间接法。本文简要地介绍了这两大类中的一些重要方法、精度、影响精度的因素及适用范围。     

基于集成黑体法1000～1500℃石墨材料高温红外光谱发射率测量

建立了基于集成黑体法的材料高温红外光谱发射率测量理论模型,重点讨论了不等温集成黑体空腔有效发射率、观测因子、样品材料外推温降因素的影响.基于集成黑体法搭建了以傅里叶红外光谱仪为红外辐射探测系统的高温红外光谱发射率测量装置.基于蒙特卡罗光线追迹法数值开展了集成黑体有效发射率数值模拟,并进行了实验验证.讨论了辐射源尺寸效应...     

用椭球测量物体的辐射发射率

构思了一种用光学椭球测量物体辐射发射率ε的设想,在理论上给出了ε的表达式。并在套初样中进行了测量。应该强调的是不仅测量方法不同,且给出了物体立体辐射发射率。文章给出了初步实验结果,并对结果进行了分析。     

材料发射率与温度数学模型

材料表面的发射率特性与许多因素有关,温度是影响发射率最重要的因素之一,由于测量条件的限制,只能测量有限温度范围内发射率,对其他温度与发射率的关系不能准确得出。通过大量文献的发射率与温度测量数据,利用Matlab软件仿真出发射率与温度曲线。从曲线的走势分析,建立了线性和指数两种数学模型。选用文献提供的测量数据,分别计算出两种模型的未知参量,分别模拟出发射率与温度的曲线,与原始的测量曲线比较分析,发现指数发射率模型适合该材料。分别用两种数学模型对其他文献提供的数据进行模拟仿真,模型与实际测量的相对误差均小于2%,总结了适合两种模型的材料特性。     

影响低发射率涂层与超材料吸波体兼容的关键因素探究

为了实现8～14μm波段低反射率涂层与超材料吸波体的兼容隐身,探究了影响低发射率涂层与超材料兼容性能的关键因素.采用IR-2型发射率测试仪测定涂层在8～14μm波段的发射率,用弓形法测量了超材料涂覆涂层前后的反射损耗曲线,并采用矢量网络分析仪测试了涂层电磁参数.结果表明,涂覆低发射率涂层后,可将超材料吸波体的红外发射率降至0.126,但是其对超材料吸波体原有吸波特性影响较大,平均反射损耗以及吸收带宽都有所减小.在涂层4个电磁参数中,介电常数实部为影响低发射率涂层与超材料兼容的关键因素,低发射率涂层的介电常数实部较高,导致本征阻抗较小,与自由空间的阻抗不匹配,对雷达波的反射较多,涂覆后对超材料吸波体原有反射损耗特性影响大.     

远红外辐射釉料

远红外辐射釉料是一种非晶态结构的高效远红外辐射材料,由高效辐射材料和过渡性基质材料组成。本文介绍了高效辐射材料和基质材料各自的和组成后的配方、特性以及烧结工艺,给出了远红外辐射釉料光谱图、X射线衍射图等,得出在高于500K时的全法向发射率ε>0.90,热膨胀系数为3×10~(-6)℃~(-1),与金属基底相近,机械强度高,可广泛应用于军事加温装置和民用加热设备。     

脉冲加热材料热物性多光谱动态测量装置的研制

提出一种将多光谱测温法和积分球反射法相结合的脉冲加热技术测量材料热物性的新方法。基于积分球反射法,利用多光谱测温法获得材料在多个光谱下的辐射信息，可同时获得试样在多个光谱下的法向光谱发射率。介绍了利用该方法的脉冲加热瞬态热物性测量装置的各组成部分及其工作原理，该装置能 同时测量带状试样的比热、电阻率、全波长半球发射率及多个光谱下的法向光谱发射率。