[发明专利]大温差样品的半球向全发射率的测量方法

权利要求书

1.一种大温差样品的半球向全发射率的测量方法，其特征在于，所述方法的步骤包括：

S1.选取带状导体材料样品，在真空环境下加热所述样品，用辐射温度场测量设备获得加热稳定状态下的样品表面温度场分布；

S2.将所述样品沿其轴向等分为多个微元控制体，建立微元控制体的稳态能量平衡方程；

S3.基于样品的表面温度场分布以及样品两端的电压和电流，计算出在加热稳定状态下样品的半球向发射率随温度的数值分布。

2.根据权利要求1所述的大温差样品的半球向全发射率的测量方法，其特征在于，所述步骤S2中将样品沿其轴向等分为N个微元控制体，每个微元控制体内的温度一致，微元控制体的稳态能量平衡方程为：

Q_j-ε_j·S_j·σ·(T_j⁴-T_e⁴)+A_j·λ_j·(T_j+1+T_j-1-2T_j)/l_j=0

式中，j为微元控制体的编号，j=2,…,N-1，j=1和j=N分别表示样品的边界微元控制体；Q_j为样品微元控制体j的加热电功率，通过样品两端的电压和电流推算获得；(T₁,T₂,…T_N)为每个微元控制体的温度，通过辐射温度场测量设备测量获得，为测量已知量；T_e是真空水冷壁的温度，为测量已知量；ε_j是样品微元控制体j的半球向全发射率，即表示温度为T_j时的半球向全发射率，为未知量；σ是史蒂芬-波尔兹曼常数，为已知量；λ_j是样品微元控制体j的导热系数，即表示温度为T_j时的导热系数，为已知量；样品的长度为L、宽度w、厚度d、样品微元控制体j的长度l_j=L/N、微元控制体j的横截面积A_j=w·d、微元控制体j的表面积S_j=2l_j·(w+d)，均为测量已知量。

3.根据权利要求2所述的大温差样品的半球向全发射率的测量方法，其特征在于，由于样品的电阻率随温度作线性变化，则微元控制体j的加热电功率Q_j为：

Q_j=I²·R_j,0(1+ρT_j)

其中，j=1,…,N；I为流过样品的电流，可测得，为测量已知量；ρ是样品电阻率温度系数，为已知量；R_j,0是0℃时的长度为l_j的微元控制体的电阻，因为N个微元控制体的长度均相等，微元控制体的电阻R_j,0也都相等，均为R₀；

样品两端的电压U为：

U=I·R0·Σj=1N(1+ρTj)]]>

根据电压U、电流I、微元控制体的温度T_j以及样品电阻率温度系数ρ计算得到微元控制体的电阻R₀，将Q_j=I²·R_j,0(1+ρT_j)代入稳态能量平衡方程，联立求解微元控制体的能量平衡方程组，就得到了稳定加热状态下的样品半球向全发射率随温度的数值分布。