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在高溫應(yīng)用領(lǐng)域，如航空航天技術(shù)、增材制造和能源生產(chǎn)中，材料的熱物理特性對(duì)工藝可靠性和成本有重大影響。光譜發(fā)射率等光學(xué)特性在其中發(fā)揮著重要作用：在高溫范圍內(nèi)，熱量主要通過(guò)輻射傳播，溫度測(cè)量采用輻射測(cè)溫法。德國(guó)聯(lián)邦物理技術(shù)研究院（PTB）已經(jīng)提高了其測(cè)量能力，可測(cè)量表面溫度高達(dá)2500℃的光譜發(fā)射率。

用于測(cè)量動(dòng)態(tài)發(fā)射率的樣品室。中心區(qū)域：圓盤(pán)狀的感應(yīng)加熱樣品（明亮照明）；不可見(jiàn)區(qū)域：下方的激光束和上方的輻射溫度計(jì)。容器壁上有黑色凹槽，用于抑制雜散光。

在高溫環(huán)境下，化學(xué)反應(yīng)可能會(huì)影響材料表面。因此，作為表面屬性的光譜發(fā)射率并不容易通過(guò)實(shí)驗(yàn)加以測(cè)定。作為歐洲研究項(xiàng)目的一部分，PTB、維爾茨堡應(yīng)用能源研究中心和格拉茨技術(shù)大學(xué)各自開(kāi)發(fā)了可靠且可溯源的測(cè)量程序，用于測(cè)定高達(dá)2700℃高溫范圍內(nèi)的熱物理特性。

PTB開(kāi)發(fā)的動(dòng)態(tài)光譜發(fā)射率測(cè)量方法適用于750℃至2500℃的溫度范圍。首先，將樣品感應(yīng)加熱到目標(biāo)溫度，然后用高能量的短激光脈沖照射樣品。掌握接觸樣品的激光能量后，就可以利用輻射溫度計(jì)，以時(shí)間為單位分辨光譜，測(cè)量由此產(chǎn)生的溫升，從而測(cè)定1064nm激光波長(zhǎng)處的發(fā)射率。其次，測(cè)量結(jié)果可作為陣列光譜儀的參考，從而將發(fā)射率的測(cè)量范圍擴(kuò)大到500納米到1000納米的波長(zhǎng)。通過(guò)降低背景輻射強(qiáng)度即可達(dá)到預(yù)期的不確定度：感應(yīng)加熱器可防止樣品環(huán)境受到不必要的加熱，而樣品容器壁則可減少反射。

本項(xiàng)目需要將測(cè)量結(jié)果與合作伙伴的其他測(cè)量程序進(jìn)行比對(duì)，重點(diǎn)關(guān)注的是可實(shí)現(xiàn)的測(cè)量不確定度。在1000℃至2700℃的溫度范圍內(nèi)，使用各向同性石墨、鎢和鉬樣品對(duì)光譜發(fā)射率進(jìn)行參考測(cè)量。所有測(cè)量結(jié)果均表明，在設(shè)置的不同測(cè)量重疊波長(zhǎng)范圍內(nèi)，其各自的不確定度（通常為2%至7%）都保持高度一致。