主页 > 技术文章 > 中温法向辐射率测量仪实验装置的介绍及使用说明 2025-07-23

中温法向辐射率测量仪实验装置的介绍及使用说明

实验装置如下图1所示，包括实物和电气控制部分。实物由绝热腔体和温度传感器，热源，传导体，受体组成。通过温控仪监控温度，调压旋钮及调压模块来调节加热器的功率。

图1

一、对象组成
由可移动实验台、绝热腔体、温度传感器、热源、传导体、受体等组成。
温度传感器：PT100。
电加热棒：规格AC 220V/220W。
二、控制系统
由控制屏、漏电保护器、温控仪、指示灯、按钮开关、交流调压模块等组成。

三、实验目的

用比较法，定性地测量中温辐射时物体黑度ε。

四、原理概述

由n个物体组成的辐射换热系统中，利用净辐射法，可以求物体I的纯换热量

：

(1)

式中：
Qnet.i——i面的净辐射换热量。
Qabs.i——i面从其他表面的吸热量。
Qe.i ——i面本身的辐射热量。
ε_i ——i面的黑度。
X_i（dk）——k面对i面的角系数。
Eeff.k——k面有效的辐射力。
Eb.i——i面的辐射力。

—— i面的吸收率。
F_i——i面的面积。
根据本实验的设备情况，可以认为：
1. 热源腔体端面1和传导圆筒2为黑体。
2. 热源腔体端面1，传导圆筒2，受体3，它们表面上的温度均匀（图1）。

图2 辐射换热简图
1—热源腔体端面 2—传导圆筒 3—受体

因此，公式（1）可写成：

2，3，为封闭系统，则：

五、实验设备

1. 中温法向辐射率测量仪

2. 中温法向辐射率测量对象
六、实验内容和步骤
本实验仪器用比较法定性地测定物体的黑度，具体方法是通过改变三组加热源温度（热源一组，传导体二组），使热源和传导体的测量点稳定在同一温度上，然后分别测出“待测物体”和“黑体”两种受体在恒温条件下受到辐射后的温度，再根据公式计算出“待测物体”的黑度。
具体步骤如下：
1. 接通电源，调整热源、传导体左、传导体右加热棒的调压旋钮，使热源温度处在某一温度下，通过温控仪测量热源、传导体左、传导体右的温度，并根据测得的温度微调相应的调压旋钮，使三点温度尽量一致。（建议电压调节范围30V～70V，温度调节范围60℃～80℃。）
2. 系统温度稳定（各测温点基本接近，误差不超过2℃，且在五分钟内各点温度波动小于3℃）后，开始记录受体温度，当受体温度五分钟内的变化小于3℃时，记下一组数据，分别为热源温度，传导体左测温度，传导体右测温度，受体温度。

3. 取下“待测物体”，将受体更换为“黑体”，然后重复以上实验，测得第二组数据。将两组数据代入公式（8）即可得出待测物体的黑度