收稿日期:2008-10-11;修订日期:2008-12-15作者简介:戴景民(1963,男,教授,博士生导师,研究方向为辐射测温及红外辐射测量、热物性光学特性测试、光电仪器与仪表。Emai:djm@hit.edu第38卷第4期红外与激光工程2009年8月Vol.38No.4InfraredandLaserEngineeringAug.2009光谱发射率测量技术戴景民,宋扬,王宗伟(哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院,黑龙江哈尔滨150001摘要:论述了光谱发射率在航天、航空、国防、军事及国民经济各领域中的实际应用和重要意义。材料光谱发射率的影响因素很多,且应用背景差异较大,各国分别建立了各具特色的发射率测量装置。根据测量特点及应用范围,发射率测量方法分4大类:量热法、反射法、能量法和多波长法。针对每种测量方法介绍了基本原理、装置特点、技术指标和发展现状。简单介绍了基于红外傅里叶分析光谱仪建立的光谱发射率测量系统,进而描述了材料发射率在重要领域的具体应用情况。分析了我国目前在发射率测量技术方面存在的问题,展望了我国发射率测量技术的发展趋势和发射率数据库方面的进一步工作。关键词:计量学;发射率测量;综述;辐射;温度:TB92文献标识码:A:1007-2276(200904-0710-06ReviewofspectralemissivitymeasurementDAI激ng蛳min,SONGYang,WANGZong蛳wei(SchoolofElectricalEngineeringandAutomation,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001,ChinaAbstract:Thepracticalapplicationandvitalsignificanceofspectralemissivityinastronautics,aeronautics,nationaldefenseandmilitaryhavebeendiscussed.Sincetherearemanyinfluencefactorsonspectralemissivityanditsapplication,alotofemissivitymeasurementapparatusindifferenttypeshavebeensetupinmanycountries.Accordingtothemeasurementcharacteristicandapplicationscope,theemissivitymeasurementmethodswereclassifiedasfourkinds,calorimetric,reflection,energyandmulti蛳wavelengthmethod.Thebasicschematic,apparatuscharacteristic,techniqueindexanddevelopmentstatuswereintroducedforeverymethod.TheemissivitymeasurementapparatusbasedoninfraredFourieranalysisspectrometerwereintroduced.Thespecificapplicationsinthevitalfieldsweredescribed.Andtheproblemsexistedinourcountryfortheemissivitymeasurementhavebeenanalyzed.Finally,thetendencyandfutureworkondatabaseoftheemissivitymeasurementwereforecasted.Keywords:Metrology;Emissivitymeasurement;Review;Radiation;Temperature0引言各种物质表面的发射率(也称辐射率、黑度系数等是表征物质表面辐射本领的物理量,是一项重要的热物性参数。在很多领域发挥着重要的作用。例如,国防领域中,是对导弹尾焰、蒙皮的辐射特性的认知和军第4期事预警、制导、隐身的关键。再如在能源利用、遥感、遥测、辐射测温、红外加热、医学理疗等领域中也具有重要的应用价值。近年来,由于军事、国防、材料及能源技术的快速发展,对发射率测量提出了越来越高的要求。同时,由于探测、计算机技术的发展,发射率测量技术也得到了长足的发展。在总结近几年发射率测量技术研究现状和应用情况的同时,介绍了基于红外傅里叶光谱分析仪设计的光谱发射率测量系统。最后,对未来的发展趋势进行了展望。1发射率测量技术综述材料的热辐射特性在不同波长及不同方向上不同,因此,按波长范围可分为光谱(或单色及全波长发射率,按发射方向可分为方向、法向及半球发射率[1]。根据不同的测量原理,通常将发射率测量方法分为量热法、反射率法、辐射能量法和多波长测量法等,如图1所示。图1发射率测量方法分类图Fig.1Classificationchartofemissivitymeasurementmethods1.1量热法量热法按热流状态可分为稳态法及瞬态法[2-5]。其基本原理是:被测样品与周围相关物体共同组成一个热交换系统,根据传热理论推导出系统有关材料发射率的传热方程,再测出样品有关点的温度值,就能确定系统的热交换状态,从而求出样品发射率。热交换系统可分为稳态系统和瞬态系统两大类。1.1.1稳态量热法Worthing于1941——年就提出了测量全波长半球发射率的最为简便的稳态量热法—灯丝...