[發明專利]一種基于黑體腔法向-半球反射分布比的發射率測量方法

有效

• 申請號: 201911075823.X
• 申請日: 2019-11-06
• 公開（公告）號: CN110686872B
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發明（設計）人: 宋健;郝小鵬
• 申請（專利權）人: 中國計量科學研究院
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 北京華仁聯合知識產權代理有限公司 11588
• 代理人: 陳建

1.一種基于黑體腔法向-半球反射分布比的發射率測量方法，其包括：

步驟1、提供一待測黑體腔，所述黑體腔具有朝向一側的開口；

步驟2、通過距離黑體腔的預定位置處的激光器，向所述黑體腔的開口，使用功率為P_QCL的激光照射黑體腔；

步驟3、由黑體腔反射出的激光一部分被離軸拋物面鏡反射進入光譜儀；

步驟4、光譜儀的接收角為Ω、視場面積為A的范圍內黑體腔反射的激光功率為P_QCL^M-R；黑體腔反射的從黑體腔口部半球方向出來總的激光功率定義為P_QCL^Reflected，對于幾何形狀確定的黑體腔在黑體腔內的涂層發射率為ε_c時，使用功率為P_QCL的激光照射黑體腔，總的反射激光功率與測量到的反射激光功率存在確定的關系：

其中r為二者之間的比值，定義為黑體腔法向-半球反射分布比，此時黑體腔的法向發射率ε：

步驟5、為了計算黑體腔的法向-半球反射分布比，建立黑體腔和激光光源以及測量系統的模型通過光學仿真得到在涂層發射率為ε_c1，ε_c2……ε_cn下黑體腔的法向發射率ε₁，ε₂……ε_n和系數r₁，r₂……r_n，通過插值擬合可以得到分布比r和法向發射率ε之間的關系：

r＝f(ε)；

將系數r和法向發射率ε作為迭代變量，利用系數r和法向發射率的關系作為迭代關系式計算發射率，其中

其中，初值r₀定義為黑體腔反射的激光亮度信號在黑體腔開口范圍和半球方向均勻分布時的值，此時P_QCL^Reflected和分別為：

P_QCL^Reflected＝L_QCLA_bb2π

P_QCL^M-R＝L_QCLAΩ

其中L_QCL為假設黑體反射激光信號在黑體口不同位置和方向均勻分布時的反射激光的亮度信號，A_bb為黑體腔開口面積，2π為半球立體角，得到：

經過多次迭代計算黑體腔的法向發射率收斂到某一值，則此時的值即為黑體腔的法向發射率ε。

2.如權利要求1所述的發射率測量方法，其特征在于：在所述黑體腔的開口與激光器之間設置有離軸拋物面鏡。

3.如權利要求1所述的發射率測量方法，其特征在于：所述離軸拋物面鏡的焦點位于黑體腔口部的中心位置。