推荐厂家
暂无
暂无
[color=#990000]摘要:本文介绍了近场热辐射基本概念,并针对两平板之间的近场热辐射测试,介绍了经典导热系数保护热板测试方法在近场热辐射表征中的应用。[/color][size=18px][color=#990000]一、近场热辐射现象[/color][/size]如果两个相邻物体的温度不同,则它们之间则存在热辐射传递,可以用众所周知的普朗克黑体辐射理论来准确估计此辐射热流,条件是两物体之间的距离要远大于辐射的平均波长。目前已经确定的是,当物体间距小于辐射波长时,普朗克理论会失效,而这种距离则称之为近场,近场热辐射是指与物体间距小于特征波长区域的辐射, 热辐射强度随着与辐射体间距的减小而呈指数规律快速增大,如图1所示。[align=center][img=近场辐射测量,600,496]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112311018508887_5199_3384_3.jpg!w690x571.jpg[/img][/align][align=center][color=#990000]图1 辐射热流密度随距离的变化[/color][/align][size=18px][color=#990000]二、近场辐射热流测量[/color][/size]为了对近场热辐射进行表征,一般是在真空中测试两个微小间距的平行板。随着平板间距减小,辐射热流逐渐受到干涉波和消散波的影响,辐射热流会随之增强。近场辐射热流密度测量装置是基于保护热板法(GHP),该方法通常用于测量隔热材料的导热系数,如图2所示,图中的样品1在近场辐射测量中则是真空间距。[align=center][color=#990000][img=近场辐射测量,690,296]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112311019195377_8070_3384_3.jpg!w690x296.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图2 经典防护热板法测量原理[/color][/align]选择保护热板法的依据是这种方法是一种绝对测量方法,可以精确控制热损失,这对热辐射测量至关重要。辐射热流测量装置中,图2所示的辅助绝热板将由一个热电堆温差传感器代替,由此可以更精确地控制热损失。两板之间的平行度和距离控制是测量装置的关键条件,我们采用三个独立控制的压电致动器以纳米量级来变化板之间距离,并用电容传感器监测两板之间三个位置点的绝对间隙值。该装置的研制将能够精确测量近场热辐射的热流密度。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]
在任何温度下,物体都能不断地向周围空间发射各种波长的电磁波,其原因是分子包含带电粒子的热运动会产生电磁辐射。研究发现,这种辐射具有连续的频谱,波长分布及辐射功率均随温度变化。这种与温度有关的电磁辐射就称为热辐射,也叫温度辐射。“冷”的物体也有热辐射,但强度低,且辐射波段主要在红外区。
热辐射的基本理论:1.基尔霍夫定律(物体表面辐射特性)2.普朗克定律(黑体辐射特性)3.斯苾藩-玻尔兹曼定律(黑体在全波长范内辐射出度与温度的函数关系)