1.一种表面发射率在线测试装置,其特征在于,该装置包括:
已标定发射率的薄膜(2):测试时附着于被测目标物体(1)上待测量局部表面(3)附近;
加热单元(7):测试时提升被测目标物体(1)的表面温度;
传感器模块(5):同步测量薄膜(2)表面及被测目标物体(1)上待测量局部表面(3)的红外辐射并转化为温度信息,同时获取传感器模块(5)自身的温度信息;
控制处理单元(6):连接加热单元(7)和传感器模块(5),用于供电和数据输出,并根据获取的温度信息得到被测目标物体(1)上待测量局部表面(3)的发射率。
2.根据权利要求1所述的一种表面发射率在线测试装置,其特征在于,所述的薄膜(2)厚度小于1mm,薄膜(2)通过背胶粘贴或喷涂的方式紧密附着于被测目标物体(1)的表面,所述的薄膜(2)在5-14um波段的透射率小于1%,而且其在5-14um波段的发射率已知。
3.根据权利要求1所述的一种表面发射率在线测试装置,其特征在于,所述的传感器模块(5)包括两个临近设置的热电堆传感器,测试时,其中一个热电堆传感器对准薄膜(2)表面,另一个热电堆传感器对准被测目标物体(1)上待测量局部表面(3),两个热电堆传感器中心点位于同于水平线上,所述的热电堆传感器还集成有获取自身热力学温度的热电阻测温传感器。
4.根据权利要求3所述的一种表面发射率在线测试装置,其特征在于,所述的热电堆传感器分别设有一个光学遮挡罩(4),所述的光学遮挡罩(4)为圆柱状,所述的热电堆传感器设置在光学遮挡罩(4)中,所述的光学遮挡罩(4)端部设有在5-14um波段上的带通滤光片。
5.根据权利要求3所述的一种表面发射率在线测试装置,其特征在于,所述的传感器模块(5)还包括两个用于位置校准的发射波段为可见光的准直用二极管激光器(8),两个准直用二极管激光器(8)对称布置于两个热电堆传感器中心点连线的两侧,且两个准直用二极管激光器(8)中心点的连线与两个热电堆传感器中心点连线的中垂线相重合,位置校准时,两个准直用二极管激光器(8)的光斑落在薄膜(2)与被测目标物体(1)上待测量局部表面(3)的边界线上。
6.根据权利要求1所述的一种表面发射率在线测试装置,其特征在于,所述的加热单元(7)的加热方式包括:与被测目标物体(1)接触的导热方式,或,加热周围空气并将热空气吹向被测目标物体(1)表面的对流方式,或,辐射传热对被测目标物体(1)进行局部加热方式,加热时,加热区域位于薄膜(2)和被测目标物体(1)上待测量局部表面(3)的下方,同时加热单元(7)加热区域的宽度大于薄膜(2)的两倍宽度,加热区域内的加热热流均匀以确保在加热过程中薄膜(2)和被测目标物体(1)上待测量局部表面(3)位置处的温升程度趋于一致。
7.根据权利要求1所述的一种表面发射率在线测试装置,其特征在于,所述的控制处理单元(6)控制加热单元(7)的加热功率使加热单元(7)快速准确地达到预定的加热温度。
8.根据权利要求1所述的一种表面发射率在线测试装置,其特征在于,所述的控制处理单元(6)通过下式获得被测目标物体(1)上待测量局部表面(3)的发射率:
其中,ε为被测目标物体(1)上待测量局部表面(3)的发射率,t1为薄膜(2)表面的热力学温度,t2为被测目标物体(1)上待测量局部表面(3)的热力学温度,ta为传感器模块(5)自身的热力学温度。
9.一种表面发射率在线测试方法,其特征在于,该方法基于权利要求1~8所述的表面发射率在线测试装置完成被测目标物体(1)表面发射率的在线测试,该方法包括如下步骤:
s1:测试准备阶段:将已标定发射率的薄膜(2)紧密附着于被测目标物体(1)的表面;
s2:位置对准阶段:将传感器模块(5)对准被测目标物体(1),用于同步测量薄膜(2)表面及其附近被测目标物体(1)上待测量局部表面(3)红外辐射并转化为温度信息;
s3:加热阶段:控制处理单元(6)控制加热单元(7)加热被测目标物体(1),使得传感器模块(5)对准的薄膜(2)及其附近被测目标物体(1)上待测量局部表面(3)处的温度达到预定的加热温度;
s4:测试计算阶段:控制处理单元(6)读取薄膜(2)表面的热力学温度t1、被测目标物体(1)上待测量局部表面(3)的热力学温度t2以及传感器模块(5)自身的热力学温度ta,进而计算出被测目标物体(1)上待测量局部表面(3)的发射率ε。