多功能光谱发射率测量装置及其测量方法与流程

文档序号:11130912阅读:来源:国知局

技术特征:

1.多功能光谱发射率测量装置,其特征在于包括步进电机A、步进电机B、椭圆臂A、椭圆臂B、椭圆反射镜A、椭圆反射镜B、电动可调反射镜、抛物面反射镜、平板样品加热器、标准黑体炉、探测装置和控制装置,其中平板样品加热器中样品的表面中心、标准黑体炉中标准黑体的孔径中心及电动可调反射镜的镜面中心处于同一水平面上并且它们之间的距离两两相等,标准黑体的孔径中心正上方设有与以标准黑体的孔径中心和电动可调反射镜的镜面中心为焦点的椭球体外壁一致的椭圆反射镜B,该椭圆反射镜B的镜面中心位置通过椭圆臂B与步进电机B的转轴固定连接,用于实现椭圆反射镜B以椭圆反射镜B的镜面中心为旋转点水平旋转60°以使椭圆反射镜B与以标准黑体的孔径中心和样品的表面中心为焦点的椭球体外壁一致;样品的表面中心正上方设有与以样品的表面中心和电动可调反射镜的镜面中心为焦点的椭球体外壁一致的椭圆反射镜A,该椭圆反射镜A的镜面中心位置与椭圆臂A顶部相连接,且椭圆臂A的底部与步进电机A的转轴固定连接,用于实现椭圆反射镜A的镜面中心在以样品的表面中心为圆心、以样品的表面中心与椭圆反射镜A的镜面中心之间的距离为半径形成的半圆弧线上旋转,并且该半圆弧线和样品的表面中心所在的平面与样品的表面中心和电动可调反射镜的镜面中心的连线垂直,旋转过程中椭圆反射镜A始终与以样品的表面中心和电动可调反射镜的镜面中心为焦点的椭球体外壁一致;电动可调反射镜的一侧设有用于反射电动可调反射镜反射辐射能量的抛物面反射镜,该抛物面反射镜的一侧设有用于接收抛物面反射镜反射辐射能量的探测装置,所述的平板样品加热器、标准黑体炉、探测装置、步进电机A、步进电机B和电动可调反射镜分别通过线路与控制装置电脑连接。

2.一种权利要求1所述的多功能光谱发射率测量装置的测量方法,其特征在于具体步骤为:(1)在控制装置上设定需要加热的温度,开启平板样品加热器和标准黑体炉分别对样品和标准黑体同时进行加热并保持样品温度与标准黑体温度的同步性;(2)待温度稳定后,通过控制装置控制步进电机A带动椭圆臂A旋转,调整测量角度θ,测量角度为θ时样品的辐射能量;(3)通过控制装置调整电动可调反射镜,使样品的辐射能量或者标准黑体的辐射能量能够通过电动可调反射镜反射至抛物面反射镜,然后到达探测装置;(4)分别测得样品的光谱辐射能量值和标准黑体的辐射能量值,然后进行比值计算即可得到角度θ方向的样品方向光谱发射率。

3.根据权利要求2所述的多功能光谱发射率测量装置的测量方法,其特征在于:所述的测量角度θ的范围为0°-85°。

4.一种权利要求1所述的多功能光谱发射率测量装置的测量方法,其特征在于具体步骤为:(1)在控制装置上设定需要加热的温度,开启平板样品加热器和标准黑体炉分别对样品和标准黑体同时进行加热并保持样品温度与标准黑体温度的同步性;(2)通过控制装置调整电动可调反射镜使其反射标准黑体辐射能量反射至探测装置,测量结果为P1;(3)通过控制装置调整电动可调反射镜使其反射样品的辐射能量反射至探测装置,测量结果为P2;(4)通过控制装置控制步进电机B调整标准黑体正上方的椭圆反射镜B,使椭圆反射镜B以椭圆反射镜B的镜面中心为旋转点水平旋转60°以使椭圆反射镜B与以标准黑体的孔径中心和样品的表面中心为焦点的椭球体外壁一致进而使标准黑体的辐射能量反射到样品表面,该辐射能量经样品表面反射后经椭圆反射镜A反射至电动可调反射镜,最后到达探测装置,此时测量的能量为P3;(5)根据公式P3=P2+P1γ,基尔霍夫定律γ=1-ε,γ为样品反射率,ε为样品的方向光谱发射率,计算求得样品的方向光谱发射率;(6)由测得的样品能量和计算得到的方向光谱发射率,再根据普朗克公式即可求得样品表面的精确温度。

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