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一种基于等效发射率的差分黑体辐射温差修正方法 

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申请/专利权人:中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所

摘要:本发明公开的一种基于等效发射率的差分黑体辐射温差修正方法,属于辐射测温技术领域。针对目前辐射温差修正方法会引入较大不确定度的问题,本方法利用标准装置测量差分黑体辐射温度,得到一组差分黑体温差设定值与差分黑体实际辐射温差值,利用基于等效发射率的方法进行设定值与实际值的修正,克服了常数系数修正法在理论上的缺陷,同时避免了温度范围变化导致的修正系数改变的问题,辐射温差和修正结果更加稳定可靠,可在差分黑体整个工作温度范围内正常使用。本方法可应用于温度测量、红外瞄具测试等领域,对辐射温差进行修正。

主权项:1.一种基于等效发射率的差分黑体辐射温差修正方法,其特征在于,包括如下步骤:第一步:建立辐射温度测量模型;第一步的实现方法为:1根据被校差分黑体系统原理图,分析系统光路,确定造成发射率不为1的因素;2根据差分黑体内部温度传感器布置方式,结合传热学原理,分析差分黑体发出的辐射经过的光学路径,根据传热学原理、普朗克公式,确定辐射温度测量模型;辐射温度测量模型即黑体辐射温度T’与黑体设定温度T1的关系;2.1求解黑体辐射面温度T2与目标黑体温度传感器所在截面温度T1之间的关系:温度传感器所在截面与辐射面之间的导热热流量Φ1为: 式中:d——温度传感器与辐射面表面的距离;λ——辐射面导热系数;A——换热面积;辐射面从空气中吸收的热流量Φ2为:Φ2=h·A·T0-T2式中:h——空气与辐射面的对流换热系数;在稳态的热量传递状态下,Φ1=Φ2,消去换热面积A,有 2.2求解黑体辐射温度T’与黑体辐射面温度T2的关系: 结合公式12即可得出黑体辐射温度T’与黑体设定温度T1的关系;3建立差分黑体设定温差dTs与辐射温差dTv函数;建立dTs与dTv的函数关系dTv=fdTs,εa,εb,T0,εs,h,λ,d或者dTs=gdTv,εa,εb,T0,εs,h,λ,d;第二步:安装辐射温度或辐射能量测量标准装置;第三步:数据记录;第三步的实现方法为:1根据被测差分黑体辐射源温差范围,选择适当的温差设定点;2将差分黑体温差设定为某一校准点,待差分黑体温度达到稳定后,记录辐射温度测量标准装置的温差读数、环境温度T0、空气与辐射面的对流换热系数h,即为1组标定数据;3重复第2步,直到选定的所有温差设定点测量完成;第四步:根据模型求解被测系统的参数;第四步的实现方法为:将第三步测量的各组数据代入第一步求解的函数中,求解出目标黑体和背景黑体的等效发射率εa、εb、热阻;第五步:参数使用;将第四步求得的被测系统参数代入第一步建立的模型中,即可在已知环境温度T0和差分黑体设定温差dTs时,利用函数f计算出辐射温差dTv,也可在需要差分黑体设定温差dTs时,利用函数g结合环境温度T0计算差分黑体设定温差dTs。

全文数据:

权利要求:

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