CN103411685B - 利用标准辐射温度计测量高温表面温度均匀性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种利用标准辐射温度计测量高温表面温度均匀性的方法，其在被测物体表面喷涂上黑色、发射率大于0.88的涂料，待涂料干燥后加热被测物体至500～1000℃，再采用光谱发射率测量仪测得涂料的发射率数据ε，采用可调发射率参数的标准辐射温度计进行测量，测量前先调节标准辐射温度计发射率参数为ε，在被测物体表面选取5～9个位置，分别测量这些位置处的温度值T1～T5，记录最大值为Tmax，温度最小值为Tmin，计算被测物体表面温度均匀性为Tmax-Tmin。本发明方法可以测量500℃以上的高温表面进行测量表面温度均匀性，为发动机的表面温度测量、隐身材料红外辐射特性测量等应用提供可靠参数。

Description

利用标准辐射温度计测量高温表面温度均匀性的方法
技术领域
本发明涉及热学计量技术领域，具体涉及一种利用标准辐射温度计测量高温表面温度均匀性的方法。
背景技术
高温表面温度均匀性是反映物体表面温度分布的特性参数，也是热学计量领域一个重要特性。许多高温的计量测试工作，包括：发动机的表面温度测量；隐身材料红外辐射特性测量等都对被测物体的表面温度均匀性提出要求。因此，高温表面温度的准确测量十分必要。
目前，通常的测量方法是采用表面温度计，在被测表面的多个部位进行温度测量，进而计算温度均匀性。但是，受到表面温度计使用感应材料和结构的影响，表面温度计的使用上限只能达到500℃左右，而且使用表面温度计接触测温会对测温表面温度产生一定的干扰。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用标准辐射温度计测量高温表面温度均匀性的方法，其用于高温表面温度均匀性的测量方法，解决500℃以上没有表面温度计，无法进行测量的表面温度均匀性的难题，同时也能针对许多不易通过接触测温法进行表面温度均匀性测量的情况进行测量。
实现本发明目的的技术方案：一种利用标准辐射温度计测量高温表面温度均匀性的方法，其包括如下步骤：
（1）在被测物体表面喷涂上黑色、发射率大于0.88的涂料，涂层厚度控制在0.05～0.1mm；
（2）待步骤（1）所述的涂料干燥后，加热被测物体至500～1000℃，保持温度30min以上，采用光谱发射率测量仪测得涂料的发射率数据ε，测量发射率的准确度<0.01；
（3）在步骤（2）测量后稳定10min以上，采用可调发射率参数的标准辐射温度计进行测量，测量前先调节标准辐射温度计发射率参数为ε，以抑制发射率对表面温度测量的影响，然后开始测量被测物体表面温度T：
在被测物体表面选取5～9个位置，分别测量这些位置处的温度值T1～T5，记录最大值为Tmax，温度最小值为Tmin，计算被测物体表面温度均匀性为Tmax-Tmin。
如上所述的一种利用标准辐射温度计测量高温表面温度均匀性的方法，其所述的高温表面的温度上限为1000℃。
如上所述的一种利用标准辐射温度计测量高温表面温度均匀性的方法，其所述的涂料为意大利OMP公司的黑色高发射率涂料；所述的光谱发射率测量仪为美国ET公司的ET100光谱发射率测量仪；所述的标准辐射温度计为德国斯图加特大学的LP5标准辐射温度计。
本发明的效果在于：本发明所述的一种利用标准辐射温度计测量高温表面温度均匀性的方法，其将标准辐射温度计应用到高温表面温度测量，可以测量500℃以上的高温表面进行测量表面温度均匀性，为发动机的表面温度测量、隐身材料红外辐射特性测量等应用提供可靠参数。在500℃、1000℃对样品表面加热装置加热表面进行测量，与使用表面温度计的测量结果进行比对，一致性较好，结果显示该方法可靠、有效，实验数据结果良好。
附图说明
图1为温度均匀性测量位置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明所述的利用标准辐射温度计测量高温表面温度均匀性的方法作进一步描述。
实施例1
本发明所述的一种利用标准辐射温度计测量高温表面温度均匀性的方法，其包括如下步骤：
（1）在被测物体表面喷涂上黑色、发射率大于0.88的涂料（例如：意大利OMP公司的黑色高发射率涂料），涂层厚度控制在0.1mm；
（2）待步骤（1）所述的涂料干燥后，加热被测物体至1000℃，保持温度30min，采用光谱发射率测量仪（例如：美国ET公司的ET100光谱发射率测量仪）测得涂料的发射率数据ε，测量发射率的准确度<0.01；
（3）在步骤（2）测量后稳定10min，采用可调发射率参数的标准辐射温度计（例如：德国斯图加特大学的LP5标准辐射温度计）进行测量，测量前先调节标准辐射温度计发射率参数为ε，以抑制发射率对表面温度测量的影响，然后开始测量被测物体表面温度T：
如图1所示，在被测物体表面选取5个位置，分别测量这些位置处的温度值T1～T5，记录最大值为Tmax，温度最小值为Tmin，计算被测物体表面温度均匀性为Tmax-Tmin。
根据辐射温度计的工作原理，大多通过测量被测物体的热辐射能量进行计算温度。热辐射能量直接与被测物体表面的发射率和表面温度有关。利用辐射温度计测温不会对被测表面温度产生扰动，避免使用接触测温方法的影响，但是必须准确知道被测表面在辐射温度计工作波段的发射率，才能得到准确的表面温度。但是，被测表面的情况复杂，表面的粗糙度、温度的变化、材料以及涂层都会影响表面的发射率，无法得到准确的表面发射率，也是导致辐射温度计测温水平不高的主要原因。本发明提出在被测物体表面喷涂上意大利OMP公司的黑色高发射率涂料（如果应用温度更高的耐温涂料，可以扩展到更高的应用温度），再利用辐射温度计进行测量，以抑制发射率对表面温度测量的影响，采用的涂料具有高温下稳定的特性，涂层厚度0.1mm左右。同时，利用辐射温度计测温不会对被测表面温度产生扰动，避免使用接触测温方法的影响。
实施例2
本发明所述的一种利用标准辐射温度计测量高温表面温度均匀性的方法，其包括如下步骤：
（1）在被测物体表面喷涂上黑色、发射率0.9的涂料（例如：意大利OMP公司的黑色高发射率涂料），涂层厚度控制在0.7mm；
（2）待步骤（1）所述的涂料干燥后，加热被测物体至650℃，保持温度40min，采用光谱发射率测量仪（例如：美国ET公司的ET100光谱发射率测量仪）测得涂料的发射率数据ε，测量发射率的准确度<0.01；
（3）在步骤（2）测量后稳定15min，采用可调发射率参数的标准辐射温度计（例如：德国斯图加特大学的LP5标准辐射温度计）进行测量，测量前先调节标准辐射温度计发射率参数为ε，以抑制发射率对表面温度测量的影响，然后开始测量被测物体表面温度T：
如图1所示，在被测物体表面选取9个位置，分别测量这些位置处的温度值T1～T9，记录最大值为Tmax，温度最小值为Tmin，计算被测物体表面温度均匀性为Tmax-Tmin。
实施例3
本发明所述的一种利用标准辐射温度计测量高温表面温度均匀性的方法，其包括如下步骤：
（1）在被测物体表面喷涂上黑色、发射率大于0.88的涂料（例如：意大利OMP公司的黑色高发射率涂料），涂层厚度控制在0.1mm；
（2）待步骤（1）所述的涂料干燥后，加热被测物体至500℃，保持温度35min，采用光谱发射率测量仪（例如：美国ET公司的ET100光谱发射率测量仪）测得涂料的发射率数据ε，测量发射率的准确度<0.01；
（3）在步骤（2）测量后稳定10min，采用可调发射率参数的标准辐射温度计（例如：德国斯图加特大学的LP5标准辐射温度计）进行测量，测量前先调节标准辐射温度计发射率参数为ε，以抑制发射率对表面温度测量的影响，然后开始测量被测物体表面温度T：
如图1所示，在被测物体表面选取5个位置，分别测量这些位置处的温度值T1～T5，记录最大值为Tmax，温度最小值为Tmin，计算被测物体表面温度均匀性为Tmax-Tmin。

Claims (4)

1.一种利用标准辐射温度计测量高温表面温度均匀性的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
(1)在被测物体表面喷涂上黑色、发射率大于0.88的涂料，涂层厚度控制在0.05～0.1mm；
(2)待步骤(1)所述的涂料干燥后，加热被测物体至500～1000℃，保持温度30min以上，采用光谱发射率测量仪测得涂料的发射率数据ε，测量发射率的准确度误差<0.01；
(3)在步骤(2)测量后稳定10min以上，采用可调发射率参数的标准辐射温度计进行测量，测量前先调节标准辐射温度计发射率参数为ε，以抑制发射率对表面温度测量的影响，然后开始测量被测物体表面温度T：
在被测物体表面选取5～9个位置，分别测量这些位置处的温度值T1～T5，记录最大值为Tmax，温度最小值为Tmin，计算被测物体表面温度均匀性为Tmax-Tmin；
所述的高温表面的温度上限为1000℃。
2.根据权利要求1所述的一种利用标准辐射温度计测量高温表面温度均匀性的方法，其特征在于，所述的涂料为意大利OMP公司的黑色高发射率涂料。
3.根据权利要求1所述的一种利用标准辐射温度计测量高温表面温度均匀性的方法，其特征在于，所述的光谱发射率测量仪为美国ET公司的ET100光谱发射率测量仪。
4.根据权利要求1所述的一种利用标准辐射温度计测量高温表面温度均匀性的方法，其特征在于，所述的标准辐射温度计为德国斯图加特大学的LP5标准辐射温度计。
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