[实用新型]一种红外发射率测定装置

说明书

技术领域

本实用新型属于能量测定领域，具体涉及一种红外发射率测定装 置。

背景技术

光谱发射率是表征材料热物性的一个重要参数，准确的光谱发射 率数据在辐射测量、热传导、加热效率、红外遥感、光学常数评估等 领域有着重要的科学意义和应用价值。近年来，尽管光谱发射率测量 技术取得了飞速的发展，但是其测量精度，尤其是高温段的测量精度 仍不能满足科研和应用的需求，因此急需发展一种高温、宽波长、高 精度材料光谱发射率测量装置。

目前，光谱发射率的测量方法很多，如辐射能量对比法、反射法、 量热法等。不管使用哪种方法测量发射率，要想精确的测量光谱发射 率，其中最关键的一个问题就是，如何准确测量物体表面的温度。目 前常用的测温方法有两种：一是利用热电偶进行测量，通常是把热电 偶焊接在待测物体表面区域的附近或者是通过打孔把热电偶放入待 测物体内部，近似认为该点的温度即为待测表面的温度。另外一种方 法是用辐射测温仪进行测量，通常是在待测物体表面区域附近钻孔形 成人工黑体，用辐射测温仪来测量人工黑体的温度，即近似认为是待 测物体表面的温度。对于金属材料而言，由于金属的热导系数较高， 在中低温时，用高精度热电偶测量的温度与待测区域的温度相差较 小，但在高温时，两者误差较大，通常在10摄氏度以上。对于非金 属材料，由于热导系数低，待测物体表面温度梯度大，即便是在中低 温下，热电偶测得的温度与待测区域的真实温度相差也非常大，而在 高温下，表面温度梯度甚至可达100摄氏度，这将导致光谱发射率 测量极大的误差。显然，不管是用热电偶还是辐射测温仪，测得的温 度仅是待测区域附近的温度，都不是待测区域的真实温度。而这两者 温度差随着测量温度的升高，差值会越来越大，这是目前光谱发射率 测量面临的一个难题。虽然目前提出的基于最小二乘法和神经网络的 多光谱辐射测温技术，能够直接测量物体表面的温度。但多光谱辐射 测温理论是建立在准确的发射率模型之上的，而发射率模型与物体表 面粗糙度、波长、温度等许多因素密切相关，很难找到一个普适的光 谱发射率模型。现阶段多光谱辐射测温的精度还不能满足光谱发射率 测量的需求。随着科学技术的发展，红外发射性能在环境保护、生物 保健、工业水处理、饮用水处理、燃油燃气活化及室内空气环境净化 等领域具有广泛的应用。红外发射率以往其测量方法均采用量热法、 反射计法、辐射能量法和多波长测量法等。如在中国专利 201010031343.6公开的粉体材料红外发射率的测试装置及其测试方 法中，其装置结构是由恒温加热、温度测量和样品承载装置三部分构 成，样品承载装置由长宽大小正好放在加热板上的铁制品槽构成，由 于采用铁质材料造成热传递难以达到平衡，导致了热对流的产生；再 如专利申请号为201120344045.2的测试矿物材料红外发射性能的装 置，其由“温度控制仪、微处理器、两个红外检测器、样品台上盖、 样品台外壳、恒温样品台、加热体、控温温度传感器和检测温度传感 器”构成，基于采用红外检测器与检测温度传感器测试不同物质的温 度，因而导致测试结果存在较大偏差，影响测试结果的准确性。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种红外发射率测定装置， 所述测定装置所述测定装置包括测定箱、陶瓷加热体、红外光谱仪和 控制台，所述陶瓷加热体设置在所述测定箱底部，所述陶瓷加热体内 设有水循环加热电极，所述测定箱通过所述红外光谱仪连接所述控制 台，所述水循环加热电极连接所述控制台；

进一步地，所述测定箱包括加热部、导热隔层和测定部，所述加 热部通过所述导热隔层连接所述测定部，所述导热隔层为金属材料， 所述陶瓷加热体连接所述加热部；

进一步地，所述陶瓷加热体设置在所述水循环加热电极外部，所 述水循环加热电极包括加热电极、加热槽和换热板，所述加热电极位 于所述加热槽内，所述换热板设置在所述加热槽周侧；

进一步地，所述测定装置还包括抽真空装置，所述抽真空装置与 所述测定部连接；

进一步地，所述加热部与测定部高度比为

本实用新型的有益效果如下：

1)采用水循环加热电极，实现测量时的温度环境，同时绿色安 全，可持续循环使用；

2)水循环电极与所述控制台连接，可以通过改变交流电实现温 度上的调节，达到准确的红外发射率的测量的效果；