(4.2)
在一般情况下,R和 是波长的函数,如果检测器的响应是线性的,那么它们与样品温度是无关的。辐射计测量 ,然后根据方程(4.2),利用R和 来计算得到 。因此,实验中直接计算发射率需要一个校准过程,以确定仪器的响应函数R和辐射补偿 。可使用一种已知的辐射源(通常是黑体)来计算R和 ,辐射计所检测的黑体辐射( )可以写成
(4.3)
其中L是由黑体温度条件下的普朗克方程得出来的。因此,可以通过测量在不同温度下的黑体辐射( )来进行校准。响应函数和辐射补偿可以通过使用下列公式确定:
由方程(4.1)和(4.2)可得 (4.6)
图4.1显示了黑体在每个温度的法向的光谱辐射,图4.2(a)反映了系统在ΔT=50℃,100℃,150℃和200℃获得的响应函数,很显然,响应函数没有表现出明显的温度依赖性。图4.2(b)反映的是辐射补偿,辐射补偿为负值意着这是一个射出辐射。在高温下测量中等或较高发射率的样品时,对于获得的发射率的值,其辐射补偿是没有意义的。然而对于低温测量或者样品发射率很低的情况,精确的得到辐射补偿对于获得可靠的发射率值来说就是至关重要的 。
黑体的发射率在图4.3中相当接近于一,在考虑了温度测量的不确定性,该光谱仪在温度范围内有较好的线性关系。
图4.1 不同温度下标准黑体的辐射测量值
图4.2 不同温度区间的响应函数(a)与辐射补偿(b)
图4.3 T=299.6℃时,黑体的发射率
4.2 样品及基板的发射率
仪器的校准得到了仪器的响应函数和辐射补偿,通过实验数据得到样品的表观发射率和两基板的发射率(如图4.4),再通过第二章所提及的理论方法求出氧化铝样品的发射率。
图4.4 不同温度下(设定温度为T=100℃,200℃,300℃)样品的表观发射率和基板的发射率
然而根据实验所得到的两基板的发射率和样品的表观发射率,在理论分析计算样品的发射率时,有一部分波长下的发射率无法得到。在不考虑多次反射时,有一部分波长下镀银基板加样品的表观发射率 比镀炭黑基板加样品的表观发射率 大很多,导致方程(10)中 无解,从而样品发射率 也无法得到。(如图4.5中蓝色曲线所示)。
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