قياس انبعاث الأجسام باستخدام موازين الحرارة بالأشعة تحت الحمراء
1. تعريف انبعاثية الكائن
تشير الانبعاثية إلى نسبة القدرة الإشعاعية لجسم ما إلى قدرة الإشعاع لجسم أسود عند نفس درجة الحرارة ، وهو ما يسمى الانبعاثية أو سواد الجسم ، والمعروف أيضًا بالانبعاثية المحددة. هذا لجميع الأطوال الموجية ، لذلك ينبغي أن يطلق عليه اسم الابتعاثية الكاملة ، والتي عادة ما تسمى ببساطة بالانبعاثية emissivity. تشير الابتعاثية في اللغة الإنجليزية إلى الخصائص الفيزيائية لمادة واحدة ، والتي تتواصل مع إبسيلون في صيغة نقل الحرارة الإشعاعية ، والانبعاثة تشير إلى انبعاث عينة معينة. انبعاثية الكائن الفعلي ترتبط خواص المواد السطحية للكائن بحالة سطح الجسم (بما في ذلك درجة حرارة سطح الجسم ، وخشونة السطح ، ووجود طبقة أكسيد السطح ، وشوائب السطح أو الطلاء).
تزداد انبعاثية المعادن مع زيادة درجة حرارة السطح ، بينما تقل انبعاثية اللافلزات بشكل عام مع زيادة درجة حرارة السطح. المعادن أقل انبعاثية من اللافلزات.
2. طريقة اختبار انبعاث ميزان الحرارة بالأشعة تحت الحمراء
طريقة اختبار الابتعاثية المعترف بها دوليًا هي أساسًا معيار ASTM C1371 الأمريكي ، وتتبع المتطلبات الفنية إجراء ASTM C1371 لاستخدام اختبار الانبعاث للحصول على الانبعاثية. يؤدي إدخال "طريقة الاختبار القياسية لتقدير انبعاث المواد بالقرب من درجة حرارة الغرفة باستخدام مقياس الانبعاث المحمول" إلى ترجمة معيار ASTM C1371 الأمريكي.
هناك طريقة بسيطة للغاية: تتم مقارنتها بميزان حرارة التلامس القياسي. صيغة الحساب هي: الانبعاثية=القيمة المقاسة / القيمة القياسية. القيمة المقاسة في الصيغة هي درجة الحرارة التي يقاسها مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء أو المصور الحراري بالأشعة تحت الحمراء ، والقيمة القياسية هي درجة الحرارة التي يقاسها مقياس حرارة التلامس. بسبب أي شيء من المستحيل ألا يكون للكائن أي انعكاس (جسم أسود) على الإطلاق ، لذلك غالبًا ما يكون عامل التصحيح هذا أقل من 1.
تتبع طريقة الاختبار القواعد التالية:
الطريقة 1: استخدم درجة الحرارة القياسية التي تم قياسها بواسطة مقياس حرارة التلامس. في هذا الوقت ، تكون الابتعاثية المقابلة لدرجة الحرارة القياسية للصيغة 1. يمكن الحصول على انبعاثية الجسم عن طريق قياس درجة الحرارة باستخدام مقياس الحرارة ؛
الطريقة 2: انبعاثية الكائن 1 معروفة ، وتقاس درجة الحرارة المقابلة للكائن 1 بميزان حرارة ، وتقاس درجة حرارة الجسم 2 بميزان حرارة ، ثم يمكن حساب انبعاث الجسم 2.
طرق الاختبار التفصيلية للطريقة 1 والطريقة 2 هي كما يلي.
الأدوات والعناصر المطلوبة للاختبار: مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء ومقياس الحرارة التلامسي
خطوات الاختبار:
1. الجسم المقاس في حالة درجة حرارة ثابتة ؛
2. ضبط انبعاثية مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء إلى 1 ، وقياس درجة الحرارة الفعلية عند النقطة الحالية ؛
3. استخدم مقياس حرارة التلامس القياسي لقياس درجة حرارة القيمة القياسية عند النقطة الحالية ؛
4. قم بإحضار مجموعتي البيانات في الصيغة: الانبعاثية=القيمة المقاسة / القيمة القياسية لحساب الانبعاثية.
الأدوات والعناصر المطلوبة للاختبار: مقياس حرارة بالأشعة تحت الحمراء وطلاء ذو انبعاثية معروفة
نطاق التطبيق: أجسام ذات درجة حرارة منخفضة
خطوات الاختبار:
1. لصق قطعة من الورق أو أي ورقة أخرى ذات انبعاثية معروفة على سطح الجسم المقاس أو تشويه مادة طلاء ذات انبعاثية معروفة على سطح الجسم المقاس ، وتكون الانبعاثية ؛
2. عندما تصل درجة الحرارة إلى حالة التوازن ، استخدم مقياس حرارة لقياس درجة حرارة الجزء المكشوف والجزء المغطى على التوالي.
3. استخدم الصيغة
أوجد انبعاثية الجسم المقاس.
بالنسبة للأجسام ذات درجة الحرارة المرتفعة ، بالإضافة إلى الطريقة الثانية ، يمكن أيضًا حفر تجويف على سطح الجسم المقاس. يجب أن تكون نسبة العمق إلى الفتحة في التجويف 6: 1 ، ويمكن اعتبار أن انبعاثية التجويف تشبه تلك الموجودة في الجسم الأسود.
