[發明專利]大溫差樣品的半球向全發射率的測量方法

有效

• 申請號: 201310146530.2
• 申請日: 2013-04-24
• 公開（公告）號: CN103364434A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 符泰然;湯龍生;段明皓;王忠波;談鵬;周金帥;鄧興凱
• 申請（專利權）人: 清華大學;北京機電工程研究所
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 韓國勝

技術領域

本發明涉及導體材料半球向全發射率測量領域，尤其涉及一種大溫差導體材料樣品的半球向全發射率的測量方法。?

背景技術

半球向全發射率是材料的重要熱物性參數之一，表征了材料的表面熱輻射能力，是研究輻射測量、輻射熱傳遞以及熱效率分析的重要基礎物性數據。隨著新型材料在能源動力和航空航天等高新技術領域的廣泛應用，對半球向全發射率的測量提出了更多迫切需求，相比于其他熱物性參數而言，半球向全發射率測量方法與技術研究仍不夠充分，不同材料的半球向全發射率數據依然缺乏，需要通過精確實驗測量獲得物體的半球向全發射率。?

目前，材料半球向全發射率的測量方法主要有輻射光譜法和量熱法。量熱法因其設備結構簡單，操作方便，精確度較高被廣泛應用，其又可分為瞬態量熱法和穩態量熱法。穩態量熱法的實驗原理是通過測量樣品在熱平衡狀態下的換熱量和表面溫度，計算出材料表面的半球向全發射率，國內外研究者采用了不同的樣品規格和加熱方式，形成了多種穩態量熱技術應用模式。例如：?

a．在真空室中利用加熱片對材料底面進行加熱，通過測量電流、電壓以及材料上表面溫度，計算材料的全波長發射率；?

b．將兩片樣品薄片緊貼在加熱片的兩面，利用加熱片的導線將其懸掛在真空室中，通以電流加熱，通過測量電功率以及材料表面溫度，求解半球向全發射率；?

c．選取細長帶狀樣品在真空環境下通電加熱（稱之為熱絲法），將帶狀樣品的中央溫度較均勻的區域視為測試分析區域，進而保證了?樣品測試分析區域的溫度和能量測量的準確性。?

目前，現有的基于穩態量熱法的半球向全發射率測量方法與系統，大都是適用于具有近似均勻溫度分布測試區的樣品測試，盡管熱絲法通過選擇更長尺寸的帶狀樣品能夠實現加熱樣品測試區溫度近似均勻性的技術要求，但較長的熱絲樣品制備對于實驗來說難度極大，甚至于對于特定的測試樣品，根本無法滿足該技術要求。因此，針對于實際導體材料的高溫輻射熱物性測量應用需求，發展一種適用于具有大溫度梯度分布導體材料樣品的半球向全發射率的測量方法，是很有意義的工作。?

發明內容

（一）要解決的技術問題?

本發明的目的是提供一種大溫差樣品的半球向全發射率的測量方法，以克服現有技術只適用于具有近似均勻溫度分布測試區的導體材料樣品，而無法對對大溫度差樣品進行測量的問題。?

（二）技術方案?

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種大溫差樣品的半球向全發射率的測量方法，其特征在于，所述方法的步驟包括：?

S1.選取帶狀導體材料樣品，在真空環境下加熱所述樣品，用輻射溫度場測量設備獲得加熱穩定狀態下的樣品表面溫度場分布；?

S2.將所述樣品沿其軸向等分為多個微元控制體，建立微元控制體的穩態能量平衡方程；?

S3.基于樣品的表面溫度場分布以及樣品兩端的電壓和電流，計算出在加熱穩定狀態下樣品的半球向發射率隨溫度的數值分布。?

其中，所述步驟S2中將樣品沿其軸向等分為N個微元控制體，每?

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