[發明專利]一種材料高溫方向光譜發射率測試裝置

有效

• 申請號: 201811435312.X
• 申請日: 2018-11-28
• 公開（公告）號: CN109297912B
• 公開（公告）日: 2020-01-24
• 發明（設計）人: 周金帥;王陽;高增華;湯龍生;裴雨辰;趙英民
• 申請（專利權）人: 航天特種材料及工藝技術研究所
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25
• 代理公司: 11609 北京格允知識產權代理有限公司
• 代理人: 李亞東

本發明涉及材料熱物性測量技術領域，尤其涉及材料高溫方向光譜發射率測試裝置。該測試裝置使用電磁感應加熱系統對待測件進行加熱，通過測溫光路系統實時測試溫度，通過輻射測量光路系統測試輻射能量，通過旋轉部調整輻射測量光路系統的相對待測件的角度，不但實現了待測件不同溫度、不同角度、不同波段的光譜發射率連續測量，而且還簡單化了結構，減少了空間的占用。

技術領域

本發明涉及材料熱物性測量技術領域，尤其涉及材料高溫方向光譜發射率測試裝置。

背景技術

材料的熱輻射特性隨溫度變化而變化，黑體的輻射能力與其熱力學溫度的四次方(T⁴)成正比，實際物體的發射特性與其自身狀況(表面溫度、表面狀況及表面材料種類)有關，并非嚴格與T⁴成正比，但計算時仍然用T⁴表示。同一材料在相同溫度、相同角度方向，不同波長上的輻射能量不同；相同溫度、相同波長，不同角度方向上的輻射能量也會有所不同，因此，發射率通常的表示方式為ε(λ,θ,T)，指實際物體在λ波長處、在θ角方向上的輻射力與同溫度下黑體輻射力的比值，即ε(λ,θ,T)＝L(λ,θ,T)/L_b(λ,θ,T)。

目前的高溫發射率測試裝置，待測件一般封閉于獨立的、帶有窗口的加熱爐內，與測量光路處于兩個相對獨立的空間，當溫度過高時窗口發射出的能量是爐體與待測件的綜合輻射能力，溫度越高，爐腔的干擾越大。這種結構在測量方向發射率時，當待測件在爐內轉動時，由于加熱爐空間的限制，待測件轉動角度受限；當待測件與加熱爐一同運動時，超高溫加熱爐占用的空間較大，運動機構不夠靈巧。

發明內容

本發明的目的是提供一種材料高溫方向光譜發射率測試裝置，以至少解決上述中的一個問題。

為了實現上述目的，本發明提供了一種材料高溫方向光譜發射率測試裝置，包括：

工作臺，所述工作臺上設有用于放置待測件的支撐部；

電磁感應加熱系統，用于為所述待測件加熱；

測溫光路系統，采集所述待測件的輻射并傳導至測溫裝置；

輻射測量光路系統，所述輻射測量光路系統通過旋轉部安裝在所述工作臺，采集所述待測件的輻射并轉換為平行光傳導至傅里葉光譜儀，所述旋轉部能夠帶動所述輻射測量光路系統相對所述待測件連續轉動，并保持所述輻射測量光路系統的采集點位置不變，以采集所述待測件不同角度的輻射；

所述測溫光路系統和所述輻射測量光路系統采集點重合；

計算機，所述計算機分別與所述測溫裝置、傅里葉光譜儀連接，記錄所述待測件的溫度數據和所述傅里葉光譜儀采集的光譜特性曲線。

優選地，所述測溫光路系統包括第一離軸拋物面反射鏡、第一平面反射鏡和第二平面反射鏡，所述待測件輻射依次經過所述第一離軸拋物面反射鏡、第一平面反射鏡和第二平面反射鏡傳導至所述測溫裝置；

所述輻射測量光路系統包括第二離軸拋物面反射鏡、第三平面反射鏡和第四平面反射鏡，所述待測件輻射依次經過所述第二離軸拋物面反射鏡、第三平面反射鏡和第四平面反射鏡傳導至所述傅里葉光譜儀。

優選地，所述旋轉部包括安裝架、步進電機、主動齒輪和從動齒輪，所述主動齒輪與所述步進電機的電機軸連接，所述從動齒輪與所述主動齒輪嚙合，且所述從動齒輪的軸線與所述待測件的上表面處于同一平面內，所述輻射測量光路系統通過所述從動齒輪與所述安裝架固定連接。

優選地，所述從動齒輪上還設有懸掛在所述從動齒輪上的配重塊，且所述配重塊能夠隨著所述從動齒輪轉動。

優選地，所所述步進電機的驅動器與所述計算機連接，以響應所述計算機發出的控制所述步進電機轉動的指令。