基于热像仪的物体波段发射率的测量

提出了一种新的测量发射率的方法。该方法利用黑体作为已知发射率的参考物体,使用热像仪测量物体的波段发射率。分析了影响波段发射率测量精度的因素,介绍了使用热像仪、黑体测量物体波段发射率的试验装置及测试方法。实际测试待测物体的波段发射率,验证发射率测量结果的准确性,发射率设定为该测定值时,热像仪测量温度与精密测温仪测量温度差值小于0.5℃。     

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.     

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.     

太阳辐射对管道表面发射率测量影响分析

发射率是影响管道表面散热损失一个重要物理量,其测量过程受环境影响较大,其中,太阳辐射是影响发射率测量结果的一个重要因素。本文从红外热像仪测温原理着手,根据表面辐射传输原理给出了管道表面发射率与辐射能量之间的关系,修正了测量管道表面发射率的方法,通过实验研究了太阳辐射对管道表面发射率测量的影响。结果表明太阳辐射对管道表面发射率测量影响较大,其测量偏差超过25%。     

地物目标热红外光谱发射率的野外测量方法研究

在航天红外遥感应用中,地物目标光谱发射率是卫星遥感测量地面温度的一个重要参数。野外测量的大气环境、目标背景和地物的热力学特性等因素的影响,使得野外测量地物目标表面光谱发射率变得较为复杂。重点讨论了利用傅里叶变换红外光谱仪野外测量地物目标光谱发射率的方法和程序,介绍了几种正确分离目标温度与发射率的方法。野外测量实验结果表明,按照文中所述的测量方法,测量得到的地物热红外光谱发射率具有良好的一致性,发射率测量误差小于0．02。     

地物目标热红外光谱发射率的野外测量方法研究

在航天红外遥感应用中,地物目标光谱发射率是卫星遥感测量地面温度的一个重要参数。野外测量的大气环境、目标背景和地物的热力学特性等因素的影响,使得野外测量地物目标表面光谱发射率变得较为复杂。重点讨论了利用傅里叶变换红外光谱仪野外测量地物目标光谱发射率的方法和程序,介绍了几种正确分离目标温度与发射率的方法。野外测量实验结果表明,按照文中所述的测量方法,测量得到的地物热红外光谱发射率具有良好的一致性,发射率测量误差小于0．02。     

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。     

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。     

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。     

我国西北沙源区地表热红外发射率特征分析

沙源区地表热红外发射率特性的研究对地表的组分和物理特征等的研究有重要意义。用102f测量了西北沙源区各类型地表的发射率。将测量结果与ASTER JHU波谱库数据对比,显示了测量的结果可靠性和必要性。分析结果表明,不同地表类型发射率差异显著,同种类型地表发射率因物理特征不同会呈现规律性差异,发射率在时间尺度上具有稳定性。测量的沙源区发射率数据及分析结果对沙尘暴相关研究有重要意义。     

深度连续渐变式空腔阵列表面发射率研究

为测量混合式表面的发射率,该文设计了一系列阵列作为发射率样品,发射率样品为深度连续渐变式空腔阵列,将其划分为5个单元组成,使用红外热像仪对发射率样品上端拍摄热图像得到一系列发射率。通过理论计算得出发射率,通过实验测量单元表面发射率,将理论计算值与实验测量值进行对比,探讨深度连续渐变式空腔阵列在不同加热温度下对表面发射率的影响。结果表明:随着加热温度的升高,深度连续渐变式空腔阵列的表面发射率会下降;随着空腔深度的增加,深度连续渐变式空腔阵列的表面发射率会随之增加。     

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。     

基于红外热像仪的涂层波段发射率测量

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0.708～0.920之间的4个标准样品,误差均不大于2.06%.     

材料法向光谱发射率测量方法研究

本文报道利用红外分光光度计和微机系统,采用二次测量技术,测量材料表面法向光谱发射率的基本原理和测试方法。推导出光谱发射率的计算公式,对引起测量误差的诸因素进行讨论,并实测了几种材料法向光谱发射率曲线。     

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。     

影响钢表面红外光谱发射率的因素分析

利用研制的双光路对比法发射率测量装置对影响钢Q235表面光谱发射率的几个因素分别进行了研究,在823～1273K之间测量了几种粗糙度不同的钢样品表面光谱发射率;探讨了表面粗糙度对钢表面光谱发射率的影响;用非线性最小二乘法给出了发射率随温度的变化关系.研究结果表明:对于同种材料的钢Q235,表面粗糙度对光谱发射率的影响在...     

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.     

上海技术物理所研制成功IR-2型双波段发射率测量仪

发射率是材料热物性的基本参数之一．近几年来随着红外技术、辐射传热学、辐射测温、太阳能研究、材料科学以及军事目标隐身技术的发展,人们对用于研究材料发射率的测量装置的需求越来越大,对所需发射率测量装置测量精度的要求也越来越高．为了满足这一需求,中国科学院上海技术物理研究所科研人员在其前几年研制的IR-1型发射率测量仪的基础上,最近又研制成功了IR-2型双波段发射率测量仪．     

红外隐身涂层光谱发射率测量定标研究

受涂覆工艺、物理特性和气动应力等因素影响,飞机红外隐身涂层容易产生裂纹、剥落等损伤.监控涂层光谱发射率是红外隐身涂层状态监控的一种有效手段.光谱发射率监控设备的定标直接影响涂层光谱发射率测量结果的可信度,进而影响飞机红外隐身特性的评估结果.针对光谱发射率测量定标需求,研究了积分球定向积分反射比测量系统定标方法,并开展红...