[发明专利]高温材料发射率测量方法和系统

权利要求书

1.一种高温材料发射率测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将被测样品加工成圆柱形，并在圆柱一侧端面开孔，孔的几何尺寸满足形成黑体空腔效应条件；

步骤2：将被测样品竖直置于真空仓中固定，开孔的一端朝上，使被测样品在测试过程中始终保持在水平面内匀速转动；

步骤3：利用辐射能量对真空仓中的被测样品进行辐射，将样品逐渐加热至所需的温度并保持；

步骤4：将被测样品顶部圆端面的红外辐射能量反射到显微成像装置中，通过成像测量装置对被测样品顶端表面及其上的黑体空腔进行成像；

步骤5：对被测样品及其黑体空腔的辐射能量进行红外图像采集，将红外图像中每个像素点的灰度值代入数学模型计算出被测样品每个空间点的红外辐射能量；

步骤6：将红外图像中的材料表面辐射能量与黑体空腔辐射能量相比，计算出被测材料在当前测量波长下的发射率。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

步骤7：将不同透过特性的滤光片切入到成像光学系统中，重复步骤5到6，计算在当前温度下不同波长下的材料光谱发射率。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

步骤8：改变步骤3中被测样品的温度，重复步骤4到6，计算不同温度下的材料光谱发射率。

4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤6中被测样品的表面辐射能量是指整个表面的辐射能量的平均值，所述黑体空腔的辐射值是指黑体空腔辐射值的平均值。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述真空仓的仓壁通过水循环或液氮方式制冷，为测试提供低温冷背景。

6.一种高温材料发射率测量系统，其特征在于，包括：

真空仓，所述真空仓一侧设有允许辐射能量入射的窗口，与入射窗口垂直的另一侧设有允许辐射能量出射的测试窗口；

位于真空仓内的样品测试平台，所述样品测试平台用于固定被测样品，并且可以在水平面内转动被测样品；

大功率辐射源，用于向真空仓内的被测样品发射辐射加热能量；

扩束整形均束装置，用于对大功率辐射源出射的热量整形，使能量束刚好覆盖被测样品投影面积，且在空间上强度分布均匀；

位于真空仓测试窗口出口处的旋转反射镜，用于反射被测样品的红外辐射能量；

成像测量装置，具有红外焦平面阵列，用于接收被测样品的红外辐射能量，形成红外测试图像；

温度测量装置，用于检测样品加热过程中的温度，并反馈到大功率辐射源以调整其输出功率，控制样品温度。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括显微成像装置，所述显微成像装置用于接收旋转反射镜反射的被测样品的红外辐射能量，并对被测样品进行放大后成像至成像测量装置。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括光谱切换装置，所述光谱切换装置用于在显微成像装置和成像测量装置之间的光路中切入不同透过特性的滤光片。

9.如权利要求6-8任一项所述的系统，其特征在于，所述真空仓的仓壁通过水循环或液氮方式制冷，为测试提供低温冷背景。