GB T 7286.1-1987 金属与非金属材料全法向发射率试验方法.pdf

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1、UDC .6.764 :620.181.6 GB 7286.1-87 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Testm副hodfor total .町皿alemlttan饵。rmetals and nonmetalllc materlals 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。名词术语1.1 辐射亮度(L)和发射率(按GB3102.6-82 (光及有关电磁辐射的量和单位中6-12.1内容定义。发射率按同一标准中6-18.1内容定义。1. 2 全法向发射率们n(T) 定义s在0-波长范围内，热辐射休表面的法线方向辐射亮度

2、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1-25田。在偏离法线50角范围之内可以称为法线方向。1 试验原理2.1 本标准采用等温试验法。在干净的干燥大气气氛及相同几何光学的条件下，式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I是本标准试验装置方框图。2 精密温度控制阻电仕革it图1全法向发射率试验装置方框图本标准的主要特点是g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2.2 1987-12-01实施国家标准局1987-02-21批准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

3、密温度控制仪控制和维持试样表面和黑体处于相同温度。s 试样3.1 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25.0rnrn，厚度为2.0rnrn。背面中心有直径1.2rnrn、深1.7:;mm的测温孔。3. 1.3 非金属试样的直径为25.0rnrn，厚度为2.5rnrn。背面中心有直径1.2mrn、深2311:;m咱甘测温孔。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祥。在加工过程中应不损伤试样表团。3.3 埋入热电偶用柳接或高温粘结押l粘接办法将热电偶牢固埋人试样背面的捆IJ温孔。埋人试样测温孔的热电偶应至少承受lN拉力而不脱落。4

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。图2黑体炉结构示意图1一协电偶压板.2 旋盖.3 锥套.4 炉盏.5 自U端板.6一黑体腔芯，7 炉管，8 保护套.9 散热套$10 炉壳.11热电偶.12 后端板，13 后盖，14一电战罩.15一绝缘于，16一电椒，17 仪者风扇GB7216.1一盯4. 1. 2 用不锈钢制成的黑体腔芯，内壁为螺纹槽，在1273K温度F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柳接在院底内壁面t.用氧化铝套管绝缘热电偶引出丝。使用精密温度控制仪控制黑体炉温度。测

5、试过程中腔体温度的变化应小于1Ko 4. 1. 4 本标准要求黑体腔有效发射率大于0.9904. 1.5 如能满足测温要求时，则达到JJ G 309-83 (500 -loooK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l 热电偶压板，2-1孟，3一锥盒，4一炉盖，5-前端饭I6 垫圈，7 试样，8一匀热棍，9一黑体腔芯，10 炉管，11保护盒，12一散热套，13 炉壳，14 热电偶，15 后端板，16一后盖，17一电极罩，18绝缘h19 电恤，20仪表风扇4.2.2 试样温度由背面

6、埋人试样内的热电偶!;!IJ定。对金属试样热电偶用柳接法，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铺接在炉芯t.并用氧化铝套管绝缘。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 0 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l又内试样表面温差应小于1Ko 4.3 探测器与放大器4.3.1 选用无选择性、高灵敏度红外探测器。窗u材料的透射波长范围一般不小T1 -25m。为满足选频放大要求，探测器的时间常数一般不大于30ms0可供选择的红外探

7、测器有热释电娟、真热GB 7286.1-87 电偶等。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频放大器。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，最大测量误差应小于2.5%。4.4 测温及控温装置4.1 测温用的热电偶应经标定，并尽可能选用同一批号热电偶。4.4.2 视u温仪袤的精度应不低于0.5级。4.4.3 精密温度控制仪的控温精度应优于1Ko 4.5 有效光栏4.5.1 在探测器与待测物之间的光路上安宣布效光栏，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

8、计算。d C (h + d) j (DJ - d) J S. . . . ( 2) 式中:h一-探测器有效接收面积的最大线长。N【叫L 电图4有效光栏孔径的确定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。4.6.2 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。为减少大气中水蒸气和二氧化碳对红外线吸收效应，试验设GB 7286.1-87 备应处

9、于干燥和干净的环境之巾，相对湿度低fso%。5.2 两路光束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。在重复调瞥过程中同目标的数值显示偏差应不超出2 %。5.4 在测量范围内，探测器-放大器系统应有线性响应特性。e 试验步骤6.1 将仪器环境去碍，并达到5.1条要求。6.2 将待测试样装入试样加热炉。6.3 调整仪器，使之达到五作状态。6.4 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lK之内06.5 调整转向镜的h向，分别测定黑体炉、试样及转向镜臼身的辐射输出。7 计算公式试样的全法向发射率按下式计算:E n (T)

10、 = (S n - Z n)/ (H n - Z n ). (3) 式中:S n 试样辐射显不值，mV; Zn-一环境杂散辐射及光学系统本身辐射显示值，mV! Hn 黑体防辐射显示值.mV。8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不锈钢试样表面经喷砂打丑，在1273K温度下氧化30min.即可制成标准试样。在673- 873 K时标准试样的全法向发射率为0.86-0.89。8.3 仪器所则得的标准试样数值应与第8.2条相符合。8.4 仪器重复测定同一块标准试样时，测试结果的最大偏差应小于2%。当全法向发射率小于0.2时，允许偏差5-10%。S 试验报告试样的仓法向发射率试验报告应注明z9.1 送样单位名称;9.2 试样材料名称、取样产品批号和制样日期，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:木标准由国家标准n提出，由湖北省标准同归口。本标准由中l司科学院二海硅酸盐研究所、中国科学技术大学负责起草。本标准起草人i午勤喧、葛新石、符瑞华、费扬、张巾L敏。