[发明专利]一种基于红外光谱仪同时获取材料温度及光谱方向发射率的测量方法

摘要

本发明公开了一种基于红外光谱仪同时获取材料温度及光谱方向发射率的测量方法，包括：对光谱仪进行标定，得出光谱仪特征函数中的系数；将待测样片置于样片槽内，将样片加热至T1，通过光谱仪测量待测样片表面辐射得到曲线一；微调加热片使被测样片的测量温度发生小于5K的热响应变化；重复步骤二，此时被测样片温度为T2，通过光谱仪测量样片表面光谱辐射能量曲线二；选取两个特定的波长λ1和λ2，得到以下式子：利用全局最优算法解出T1和T2，得到不同时刻被测样片的真温和相对应波长的发射率。本发明是一种仅根据两组相差很小温度下的方向光谱辐射测量曲线同时获取材料光谱方向发射率与温度的新方法。

主权项

1.一种基于红外光谱仪同时获取材料温度及光谱方向发射率的测量方法，是基于以下测量装置实现的，包括：保温腔体(1)、加热片(2)、待测样片(3)、可控转台(4)和光谱仪(5)，其特征在于，保温腔体(1)竖直安装于可控转台(4)上，所述待测样片(3)的正面与所述保温腔体(1)的内壁连接，且朝向所述光谱仪(5)的信号入口，所述待测样片(3)的背面紧贴所述加热片(2)，其特征在于，所述测量方法包括以下步骤：步骤一：利用标准黑体炉对光谱仪(5)进行标定，得出如下式光谱仪特征函数中的a，b：Y＝a·φ(λ,T)+b    (1)式中，Y为光谱曲线图中纵坐标的值，a、b为光谱仪特征函数中的系数，φ(λ,T)为光谱仪所接收到的辐射能量，单位为W/m²；步骤二：将待测样片(3)置于样片槽内，利用加热片(2)将样片加热至T₁，T₁≥1000K，并利用所述保温腔体(1)进行保温，此时通过光谱仪(5)测量待测样片(3)表面辐射得到曲线一：Y＝a·ε_λ·E_bλ(T₁)+b    (2)曲线的横坐标为λ，纵坐标为Y；步骤三：微调加热片(2)的功率，待被测样片(3)的测量温度发生小于5K的热响应变化时，认为被测样片(3)的光谱发射率不发生变化；重复步骤二，此时被测样片(3)温度为T₂，此时通过光谱仪(5)测量样片表面光谱辐射能量曲线二：Y＝a·ε_λ·E_bλ(T₂)+b    (3)步骤四：选取两个特定的波长λ₁和λ₂，得到以下式子：步骤五：利用全局最优算法解出T₁和T₂；所获得的T₁和T₂就是对应不同时刻被测样片(3)的真温和相对应波长的发射率。