[發明專利]一種光譜發射率的穩態測試系統與方法

有效

• 申請號: 201410253718.1
• 申請日: 2014-06-09
• 公開（公告）號: CN104048945B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 符泰然;段明皓;唐佳琦
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01N21/47
• 分類號: G01N21/47
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 李迪

1.一種光譜發射率的穩態測試系統，其特征在于，該系統包括：

樣品加熱單元，用于對樣品進行熱輻射加熱，所述樣品為具有漫射表面的不透明材料；

光譜輻射能量測量單元，用于對樣品表面的多光譜有效輻射能量進行測量；

光譜發射率反演單元，用于根據多光譜有效輻射能量反演樣品的光譜發射率與溫度。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述樣品加熱單元包括：半球型密閉腔體、加熱器、氣壓子調節單元及樣品支架；

所述半球型密閉腔體曲面上開有一窗口，所述氣壓調節子單元安裝在所述半球型密閉腔體底部；

所述樣品支架安裝有冷卻回路，所述冷卻回路用于冷卻放置在樣品支架上的參考樣品，所述參考樣品表面的漫反射率為預設值，該預設值大于0.9。

3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，多個加熱器均勻安裝在所述半球型密閉腔體曲面內壁上構成熱輻射源。

4.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述加熱器包括鎢帶石英燈、紅外加熱棒、電阻加熱絲或石墨板。

5.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述氣壓調節子單元包括真空泵或充氣排氣器。

6.根據權利要求1或2所述的系統，其特征在于，所述半球型密閉腔體曲面內壁表面均勻噴涂吸收涂層，所述吸收涂層的吸收率大于0.9。

7.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述半球型密閉腔體曲面內壁設置有循環冷卻水夾層。

8.一種基于權利要求1-7中任一項所述系統進行光譜發射率的穩態測試的方法，其特征在于，該方法包括：

S1.將參考樣品放置于樣品加熱單元中的樣品支架上，通過樣品加熱單元中的熱輻射源對參考樣品進行熱輻射加熱，同時通過樣品支架安裝的冷卻回路對所述參考樣品進行冷卻，所述參考樣品表面的漫反射率為預設值，該預設值大于0.9；

S2.通過光譜輻射能量測量單元對參考樣品表面的多光譜有效輻射能量進行測量，得到所述參考樣品表面的反射多光譜輻射能量；基于參考樣品反射率，得到所述樣品加熱單元熱輻射源的多光譜投射輻射能量；

S3.通過樣品加熱單元中的熱輻射源對樣品進行熱輻射加熱；

S4.通過光譜輻射能量測量單元對樣品表面的多光譜有效輻射能量進行測量，得到樣品表面的多光譜有效輻射能量，所述樣品表面的多光譜有效輻射能量包括樣品表面的自發多光譜輻射能量及反射多光譜輻射能量；

S5.改變樣品加熱單元中熱輻射源的功率，重復執行步驟S1-S4；

S6.根據參考樣品表面的反射多光譜輻射能量及樣品表面的多光譜有效輻射能量，反演樣品的光譜發射率與溫度。

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述步驟S6包括：

S61.根據參考樣品表面的反射多光譜輻射能量及參考樣品表面的漫反射率，計算樣品加熱單元中熱輻射源的多光譜投射輻射能量；

S62.根據樣品加熱單元中熱輻射源的多光譜投射輻射能量以及樣品表面的多光譜有效輻射能量，反演樣品的光譜發射率與溫度。