一种合金表面红外测温修正方法

本发明属于红外发射率检测，具体涉及一种合金表面红外测温修正方法。

背景技术：

1、合金材料多用于高温、高压领域，实现对其表面的准确测温可以服务于很多研究。但由于合金表面的发射率会随着温度、波长、氧化程度、粗糙度发生变化，红外测温的精度难以保证。目前主流的修正方法是通过比色法或多光谱法直接对真实温度推演，但该类修正方法目前还受限于高温范围的测量。此外可以直接采用红外特种涂料覆盖合金表面实现发射率相对稳定，但适用于辐射测温的涂料还无法支持1000k以上高温的测量。因此，基于预氧化实现合金表面氧化层相对稳定，测得表面发射率，在红外测温时进行发射率修正，是保证测温精度的重要步骤。

2、理论上，发射率的测量较为简单，只需使用相应红外探头测量目标温度(辐射温度)，同时设法获得该辐射温度对应的真实温度，则可以计算发射率。但难点在于获取真实温度。目前常规获取真实温度的技术方案有喷涂黑体漆、粘贴或焊接热电偶以及将测温目标放置在恒温箱中。在上述方案中，黑体漆不适合高温时的发射率测试；粘贴热电偶的方法在高温时测温误差会很大；以恒温箱温度作为真实温度的问题在于观测区域必定是开放暴露的，表面散热会导致恒温箱中的样品温度不均匀，使得其实际温度和恒温箱设定温度不一致。在测温目标上加工深腔并以腔体红外测温值作为真实温度的方法相对于常规方法有腔内发射率接近1；不受高温影响；所测温度与测量点真实温度一致性好的优点。

技术实现思路

1、本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种合金材料表面红外测温修正方法。

2、本发明包括如下步骤：

3、步骤1，制作合金材料样品，所述的样品上开有参考黑体腔；

4、步骤2，将样品放置于所述耐热底座上，令参考黑体腔所在的面被测面，使被测面朝向红外测温探头，非被测面贴近感应加热线圈；

5、步骤3，红外测温探头依据温度数据瞄准参考黑体腔中心；

6、步骤4，采集环境温度ta、降温条件下腔底温度tref(t1)和腔边缘温度tsur(t2)；

7、步骤5，根据所述环境温度ta、腔底温度tref(t1)和腔边缘温度tsur(t2)计算所述样品表面红外发射率εδλ(te)；

8、步骤6，根据所述样品表面红外发射率εδλ(te)修正合金材料表面红外测温值。

9、本发明的有益效果：本发明在标定和测温时用同一红外测温探头避免波长引起的发射率误差，标定不同温度下的发射率减小温度引起的发射率误差。本发明能实现不同波段、不同氧化状态、不同温度的合金表面发射率测量，输出系统的发射率表格，修正合金表面的测温值，提高合金材料表面红外测温精度。

技术特征：

1.一种合金表面红外测温修正方法，其特征在于包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种合金表面红外测温修正方法，其特征在于：在步骤2之前还包括对合金材料样品进行高温氧化预处理。

3.根据权利要求1所述的一种合金表面红外测温修正方法，其特征在于：步骤3具体是：

4.根据权利要求1所述的一种合金表面红外测温修正方法，其特征在于：步骤4具体是：

5.根据权利要求4所述的一种合金表面红外测温修正方法，其特征在于：测量波段为δλ的红外测温探头持续采集红外辐射温度数据tb(t)，包含所述参考黑体腔的腔底温度tref(t1)、腔边缘温度tsur(t2)以及移动状态下测得的测量点连续区域温度tex(t3)；其中δλ为3～5μm或2～2.6μm。

6.根据权利要求1所述的一种合金表面红外测温修正方法，其特征在于：步骤5具体是：

7.根据权利要求1所述的一种合金表面红外测温修正方法，其特征在于：步骤6具体是：

8.根据权利要求7所述的一种合金材料表面红外测温修正方法，其特征在于：所述合金材料表面在测温前先进行与样品相同的高温氧化预处理。

技术总结
本发明公开了一种合金表面红外测温修正方法。该方法的主要目的是修正合金表面发射率对测温的影响；本发明利用预氧化实现合金表面发射率的相对稳定，制样标定其发射率实现对测温的修正；标定和测温时用同一红外测温探头避免波长引起的发射率误差，标定不同温度下的发射率减小温度引起的发射率误差。本发明能实现不同波段、不同氧化状态、不同温度的合金表面发射率测量，输出系统的发射率表格，修正合金表面的测温值，提高合金材料表面红外测温精度。

技术研发人员：袁泽滨,侯德鑫,丁炯,翁晟皓
受保护的技术使用者：中国计量大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15