固体材料定向光谱发射率测量装置研究及误差分析

针对红外隐身材料光谱发射率测评的需要,提出一种基于能量法的发射率测量模型,并建立起固体材料定向光谱发射率测量装置,能实现温度范围50℃～300℃与光谱范围1.3μm～14.5μm的固体材料定向光谱发射率测量。通过对试样进行实测,得到不同样品在150℃和同一样品在不同温度下的光谱发射率曲线,得出该材料发射率随温度变化的结论。最后分析了样品同黑体温度不等引起的误差,给出温差为1℃和2℃时,发射率相对误差随温度与波长的分布曲线,以及不同黑体温度下3μm～5μm和8μm～14μm的平均相对误差值。

基于有限立体角测量的多光谱测温

辐射测温以Planck定律为基础通过测量物体表面的发射辐射来反演温度。推导了有限立体角辐射测量条件下的单色测温方程,发现多光谱辐射测温能够实现温度和光谱发射率同时求解通常需满足特定的辐射测量条件:进行微元立体角辐射测量或仅针对漫发射体的有限立体角辐射测量。引入多项式发射率模型,经过数学转化,可以摆脱以上测量限制,得到具有测量普适性的单色测温方程,但却不一定能同时测量光谱发射率。对测温方程组的多解问题进行了初步研究,提出使测量通道数大于待求变量数及采用非线性最小二乘来解决此问题。

基于有限立体角测量的谱色测温法

辐射测温是通过测量物体表面发射的辐射来反演温度.本文结合线性发射率模型从辐射测温方程封闭求解的角度,解释了谱色测温通常需采用微元立体角测量或针对漫发射体的有限立体角辐射测量的原因,并推导出了有限立体角辐射测量条件下,具有非漫发射性质物体表面温度测量的辐射测温方程,该方程具有测量普适性.以此方程为基础,推导了具有测量普适性的谱色测温方程组,发现不同的辐射测量条件下,发射率标尺的取值范围相同,但物理意义发生了明显变化.