技術領域

本發明涉及材料熱物性測量領域，具體涉及一種半透明材料吸收系數測量方法。

背景技術

吸收系數是表征吸收性介質內部沿程對輻射能量吸收本領的物理量，是一項在光學和紅外輻射傳輸領域極其重要的物性參數。

吸收系數的測量涉及到航空航天、軍事、能源、化工、生物醫療及大氣科學等多個領域，其典型應用包括：航天飛行器光學窗口優化設計、半透明熱控涂層材料厚度檢測、光學晶體生長、反應堆鈾燃料的熔化和凝固、高溫熱能存貯系統中相變材料的熔化和凝固以及生物組織中輻射傳輸問題等的研究，但是現有的半透明材料吸收系數測量方法仍然存在操作復雜，測量速度慢的問題。

發明內容

本發明為了解決現有的半透明材料吸收系數測量方法存在操作復雜，測量速度慢的問題，提出了一種基于傅立葉變換紅外光譜分析儀的半透明材料吸收系數測量方法。

本發明所述的基于傅立葉變換紅外光譜分析儀的半透明材料吸收系數測量方法，它是基于傅立葉變換紅外光譜分析儀實現的；它是基于傅立葉變換紅外光譜分析儀實現的；該光譜分析儀包括：電源、干涉儀、光源、測量室、全反鏡和探測器；干涉儀包括一號全反鏡、二號全反鏡、半反半透鏡、透鏡和三號全反鏡；光源發出的光束發射至干涉儀的半反半透鏡，經半反半透鏡后的反射光束經一號全反鏡后反射回半反半透鏡，經半反半透鏡透射后入射至透鏡，經半反半透鏡后的透射光束經二號全反鏡后反射回半反半透鏡，經半反半透鏡反射后入射至透鏡；經透鏡透射后的光束經三號全反鏡入射至測量室，經測量室測量后的光束經全反鏡入射至探測器的光敏面；

電源用于為干涉儀、光源和探測器供電；

測量室包括試件架，試件架用于固定試件；所述試件的中心與經三號全反鏡后光束的光軸和全反鏡的中心位于一條直線上，且經三號全反鏡發射后光束與試件表面垂直；

其特征在于，該方法的具體步驟為：

步驟一、打開傅立葉變換紅外光譜分析儀的電源，并預熱n分鐘，n≥20，預熱結束后采集一次試件的輻射能量I_λ；

步驟二、將試件放入測量室內，固定在試件架上，對透射的輻射能量I_λ,L進行采集，得到該試件的光譜透射率τ_λ。

步驟三、利用獲得的試件的光譜透過率τ_λ與該試件材料的反射率ρ_λ，根據貝爾定律計算獲得該試件材料的光譜吸收系數k_aλ；

步驟四、利用獲得該試件材料的光譜吸收系數k_aλ，對全光譜進行積分，獲得普朗克平均吸收系數k_ap和羅斯蘭德平均吸收系數k_aR，并作為半透明材料吸收系數的測量結果，完成基于傅立葉變換紅外光譜分析儀的半透明材料吸收系數測量。

本發明利用傅立葉變換紅外光譜分析儀測量材料的光譜吸收系數，并在已知材料表面光譜反射率的情況下利用貝爾定律計算得到材料的光譜吸收系數；將光譜吸收系數對全光譜積分得到普朗克平均吸收系數和羅斯蘭德平均吸收系數，該方法操作簡便，測量速度快。測量速度與現有方法相比，同比提高了10%。

附圖說明

圖1為基于傅立葉變換紅外光譜分析儀的結構示意圖；

圖2為本發明測量方法的測量原理圖。

具體實施方式

具體實施方式一、結合圖1說明本實施方式，本實施方式所述基于傅立葉變換紅外光譜分析儀的半透明材料吸收系數測量方法，它是基于傅立葉變換紅外光譜分析儀實現的；它是基于傅立葉變換紅外光譜分析儀實現的；該光譜分析儀包括：電源1、干涉儀2、光源3、測量室4、全反鏡（5）和探測器6；干涉儀2包括一號全反鏡2-1、二號全反鏡2-2、半反半透鏡2-3、透鏡2-4和三號全反鏡2-5；光源3發出的光束發射至干涉儀2的半反半透鏡2-3，經半反半透鏡2-3后的反射光束經一號全反鏡2-1后反射回半反半透鏡2-3，經半反半透鏡2-3透射后入射至透鏡2-4，經半反半透鏡2-3后的透射光束經二號全反鏡2-2后反射回半反半透鏡2-3，經半反半透鏡2-3反射后入射至透鏡2-4；經透鏡2-4透射后的光束經三號全反鏡2-5入射至測量室4，經測量室4測量后的光束經全反鏡5入射至探測器6的光敏面；

電源1用于為干涉儀2、光源3和探測器6供電；

測量室4包括試件架4-1，試件架4-1用于固定試件；所述試件的中心與經三號全反鏡2-5后光束的光軸和全反鏡5的中心位于一條直線上，且經三號全反鏡2-5發射后光束與試件表面垂直；

其特征在于，該方法的具體步驟為：