-
本课题研究的人体表皮肤红外发射率测试其是以物体表面发射率的测试技术为基础发展而来.对人体表皮肤红外发射率测试评估技术研究因以物体表面发射率的测量技术为基础.因此，在进行本次实验设计之前，有必要对物体材料发射率的测量技术有所了解和掌握.10926
- 上一篇：霍普金森杆实验国内外研究现状
- 下一篇：人体皮肤发射率测量技术的发展和研究现状
材料的热辐射特性在不同波长及不同方向上不同，因此，按波长范围可分为光谱(或单色)及全波长发射率，按发射方向可分为方向、法向及半球发射率。
根据不同的测量原理，通常将发射率测量方法分为量热法、反射率法、辐射能量法和多波长测量法等.下面就此类分类方法简单介绍各个方法.
量热法
量热法按热流状态可分为稳态法及瞬态法。其基本原理是：被测样品与周围相关物体共同组成一个热交换系统，根据传热理论推导出系统有关材料发射率的传热方程，再测出样品有关点的温度值，就能确定系统的热交换状态，从而求出样品发射率。
稳态量热法
Worthing 于1941 年就提出了测量全波长半球发射率的最为简便的稳态量热法———灯丝加热法。Richmond(1960 年)、Howl(1962 年)及Cezairliyan(1970年)等也采用了类似方法。直到近年来，仍然有人采用该方法测量材料的发射率。在装置很精密、且经过仔细调试后，总测量精度可达2％。该方法的测量温度范围比较宽，为-50~1 000 ℃。但只能测试全波长半球发射率，不能测量光谱或定向发射率，此外，样品制作麻烦，测试时间长；但由于装置简单、测试温度范围较宽、准确度高等优点而得到广泛使用。
瞬态量热法
瞬态量热法是采用瞬态加热技术(如激光、电流等)，使试样的温度急剧升高，通过测量试样的温度、加热功率等参数， 再结合辅助设备测量物体的发射率。早在20 世纪60 年代Ramanathan 等人用此方法测定了各种温度范围的铜、铝、银、钨及不锈钢的全波长半球发射率。此方法设备比较简单，但测温上限低。20 世纪70 年代以后， 美国NIST ( 原NBS) 的Cezairliyan 等人首先建立了基于积分球反射计法的脉冲加热瞬态量热装置，用于包括材料发射率在内的8个热物性参数的测试。之后， 意大利国家计量院的Righini 等人也建立了类似的设备， 并开始了与NIST长达30 多年的国际比对合作实验，发表了大量文章。20 世纪90 年代以后，NIST 的Cezairliyan 等人又研制了偏振光反射计(DOAP)用于瞬态量热装置中材料发射率测量,使该测量技术几乎达到了完善的程度。近年来， 日本NMIJ（ 原NRLM） 的Matsumoto、奥地利Graz 科技大学、奥地利铸造研究所等单位，引进了美国CRI 的DOAP， 建立了脉冲加热热物性测量装置。此方法的优点是：设备相对简单，测量速度快，测温上限高(4 000℃以上)，可同时测量多项参数，且测量精度较高；缺点是只能测量导体材料。
反射率法
根据能量守恒定律及基尔霍夫定律，只要将已知强度的辐射能投射到被测的不透明样品表面上，并用反射计测出表面反射能量， 即可求得样品的反射率，进而计算发射率。通常采用的反射计有热腔反射计、积分球(抛物面、椭球面等)反射计、镜面反射计及测角反射计等。
热腔反射计
早在1962 年Dunkle等人就建立了热腔反射计，这种方法的测量范围通常为1~15 μm， 有时可扩展到35 μm。该方法的精度在很大程度上取决于样品温度，而且必须大大低于热腔壁的温度，所以，这种方法不适于高温测量。但由于此方法能测出样品的光谱及方向发射率，样品制备简便，设备比较简单，测试周期也较短，故仍得到一定的应用。测量精度在3%~5%。
积分球反射计
积分球反射计主要部分是一个具有高反射率的漫射内表面积分球。工作原理是：被测样品置于球心处，入射光从积分球开口处投射到样品表面并反射到积分球内表面上， 经过球面第一次反射即均布在球表面上，探测器从另一孔口接收球内表面上的辐射能。然后以某一已知反射率的标准样品取代被测样品， 重复前述过程。两次测量辐射反射能之比即为反射率系数，被测样品的反射率即为此系数乘以标准样品的反射率。这种方法可以覆盖相当宽的温度范围，温度上限可达5 000 ℃以上，