【国家标准(GB)】 金属与非金属材料全法向发射率试验方法

中华人民共和国国家标准
金属与非金属材料全法向发射率试验方法
Test method for total normal emlttanceof metals and nonmetalic materialsUDC686.764
820.1#享,B
GB7286.1—87
本标准适用于金属和非金属材料试样的全法向发射率的精确测定。测试温度范围为500～1100K。1名词术语
1.1辐射亮度《L》和发射率《e》按GB3102.6一82《光及有关电碰辐射的量和单位》中6-12.1内容定义。发射率《ε》按同-标准中6-18.1内容定义。
1.2全法向发射率《e（7\）》
定义：在～波长范国内，热辐射体表面的法线方向辐射亮度与相同温度的黑体的法线方向辐射亮度之比。
本标准测试波长范围不小于1-25μm。在偏离法线5“角范围之内可以称为法线方向。2试验原理
2.1本标准采用等温试验法。在十净的干燥大气气氛及相同几何光学的条件下，试样的法向辐射亮度与相同温度的黑体的法向辐射亮度之比，即获试样的全法向发射率。图1是本准试验装置方框图。黑体护
精密盘度控制仪
电微计
试祥炉
调制器
深测器
税正恒源
图1全法向发射率试验装置方框图前置放大器
锁相做大器
极湿器
2.2本标准的主要特点是：采用性能高度稳定的黑体炉作为试验参考标准，选用无选择性探测器国家标准局1987-02-21批准
198712-01实施
GB 7286.1—87
和高灵敏度锁相放大器（或选频放大器）系统测定红外辐射，并用精密温度控制仪挖制和维持试样表面和黑体处于柜同温度。
8.1试样形状与尺寸
3.1.1 试样为圆片状。
3.1.2金属试样的直径为25.0mm，厚度为2.0mm，背面中心有直径1.2mm、深1.7=mm的测温孔。
3.1.3非金属试样的直径为25.0mm，厚度为2.5mm。背面中心有直径1.2mm、深2.2=0:mm的测温孔。
3.2试样制备
按实际表面状态加工、处理圆片表面：或在待测实物表面取样。在加工过程中应不损伤试样表面。3.3埋人热电偶
用铆接或高温粘结剂粘接办法将热电偶牢固埋入试样背面的测温孔。埋人试样测温孔的热电偶应至少承受1N拉力而不脱落。
4试验设备
4.1黑体炉
4.1.1本标准推荐的黑体炉结构见图2。1615
图2黑体炉结构示意图
1一热电偶压板，2—旅盖，3—锥套，1—炉益；5一前端板：6--黑体腔起17一炉臂，8一保护套19一散热套+10—护壳11—热电偶：12后端板，13一后盖=14—电被罩，15—绝缘了16·电极；17仪表风扇GB 7286.1-8T
4.1.2用不锈钢制成的黑体腔芯，内壁为龈纹槽，在1273K温度下氧化3h，内表面全法向发射率可达0.86以上。
4.1.3黑体腔温度，用经过标定的热电偶测定，热电偶焊接端点从腔底的背面铆接在腔底内壁面上，用氧化铝套管绝缘热电偶引出丝。使用精率温度控制仪控制黑体炉温度。测试过程中腔体温度的变化应小于 1 K。
4.1.4本标准要求黑体腔有效发射率大于0.99。4.1.5如能满足测温要求时，则达到JJG 309一83《500～1000K工业黑体炉辐射源》中规定的一级标准技术条件的黑体炉，亦可适用本标准。4.2试样加热炉
4.2.1本标准推荐的试样加热炉结构见图3。图3试样加热炉结构示意图
1—热电偶压板，2—旋盖：3·键症，4--炉盖，5前板6一垫圈，了一试样：B一热板9一黑体起芯—炉管，11—保护套，12—散热套：13—：14—热也偶：15—后端板，16后盖，17—电极罩，18绝蒙19—电：20-议表风扇
4.2.2试样温度由背面埋人试样内的热电偶测定。对金风试样热电偶用铆接法，对非金属试样热电偶用高温粘接剂粘结法。为保证热电偶与试样可靠接触，热电偶能承受的拉力应符合第3.3条要求。4.2.3试样加热炉的控温热电偶从炉芯底部的背面铆接在炉，并用氧化钮我管绝缘。采用精密温度控制仪控温。测试过程中，试样表面温度的波动应小于1K。4.2.4为保证试样表面温度均匀，试样背面安装了匀热板。在测试区内试样表面温差应小干1K。4.3探测器与放大器
4.3.1选用无选择性、高灵敏度红外操测器。窗LI材料的透射波长范围一般不小于～25μ。为满足选频放大要求，探测器的时间常数一般不大于30m5。可供选择的红外探测器有热释电型，真盗热电偶等。
GB 7266.1—87
4.3.2为减少环境及杂散辐射的影响,应采用锁相放大器或选赖放大器。锁相放大器或选频放大器配有频率稳定的光学机械调制器，最大测母误差应小十2.5%。4.4 测温及控温装置
高.4.1测温用的热中偶应经标定，并尽可能选用同批号热电偶。4.4.2测温仪表的精度应不低于0.5级。4.4.3精密温度摔制仪的控温精度应优于 1 K。4.5有效光栏
4.5.1在探测器与待测物之间的光路上安置有效光栏，限制视场角，抑制并减少杂散辐射进入探测器。
4.5.2有效光栏孔径大小的选择是根据黑体腔、有效光栏及探测器的相对位置确定，见图4。其光栏孔径可由下式计算。
dDI-(S/1)(DI-D2)
式j：d—有效光栏直径，mm，
D,—黑体腔底部直径，mm
D2—黑休腔F口孔径，mml
1黑体腔长度，mm,
S腔底到有效光栏距离，mm
探测器至有效光栏的距离L应满足：L((h+d)(D -))S.
式中：h—探测器有效接收面积的最大线长。图4有效光栏孔径的确延
4.5.3由于安置了光学机械调制器，在光学机械调制器与探测器之间可放置第二个限制光栏，以进步抑制环境杂散辐射。
4.6光学调整系统
4.6.1黑体炉和试样加热炉安置在各自独立的光学调节架上，以满足相同的观测几何光学条件。.6.2探测器、调制器、有效光栏及转向镜等安置在导轨的滑块上，并有各自调节机构。5试验条件
5.1本试验方法在大气气氛中进行。为减少大气水蒸气和一氧化碳对红外线吸收效应，试验设68 7286. 187
备应处于下燥和干净的环境之小，相对湿度低于5。5.2两路光的光程长度应尽量相等，以消除光路中大气吸收效应的影响。5.3转向镜的调整架必须有较高的精确度。在重复调整过程1同-日标的数值显示偏差应不超出2%。
在测量范围内，探测器-放大器系统应有线件响应特性。5.4
6试验步骤
6.1将仪器环境去湿，并达到5.1条要求。6.2将待测试样装入试样加热炉。6.8调整仪器，使之达到上作状态。8.4当试样表面和黑体腔加热至所需温度后，使两者之间的温差维持并稳定在1K之内。6.5调整转间镜的方向，分别测定黑体炉、试样及转向镜身的辐射输出。了计算公式
试样的全法向发射率接下式计算：En(T)=(S.-2n)/(,-Z.)下载标准就来标准下载网
式中：S，一试样辐射显小俏，mV：Zn-一环境杂散辐射及光学系统本身辐射显示值，mVH，黑体腔辐射显示值，mV。
B仪器校准
8.1初建或必要时，应用标准试样校准设备。8.2用lCr18Ni9Ti不锈钢试样表而经喷砂打毛，在1273K温度下氧化30min，即可制成标准试样。在673～873K时标准试样的全向发射率为0.86~0.89。8.3仪幕所测得的标准试样数值与第8.2条相符合。8.4仪器重复测定间块标准试样时，测试结果的最大偏差成小于2%。当全法向发射率小于0.2时，允许偏差5～10%。
9试验报告
试样的全法向发射率试验报告成注明：9.1送样单位名称；
9.2试样材料名称、取样品批号和制样口期：9.3测试温度，K，
9.4测试数据：
9.5测试日期；
9.6测试人及测试单位签字盖章。附加说明
本标准由国家标准局提出，中湖北省标准局归山。本标准由中因科学院上海硅酸盐研究所。中国科学技术大学负责起草。本标准起草人许勤堂、葛新石，符瑞华，费扬、张卢徽。
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