发射率是反映物体表面热特性的一个很重要的参数,在研究高低发射率红外涂层材料、飞机蒙皮、船舰隐身等方面都发挥了极大的作用。国内外对发射率测量的研究由来已久,但大多数都是研究材料的光谱发射率,对目标波段内的全发射率测量研究较少,而且现有的大多数测量只能在实验室做精密测量,不适用于工程应用测量。有少量工程应用中的发射率测量装置也只能实现目标的离线测量,即测量物体处于静止状态,不能实现发射率在线测量。根据调研,工程实际应用中对发射率在线测量技术需求甚大,且极为重视,故本文研究一种新的波段内法向发射率在线测量系统,可应用于工程实际中的测量。本文以辐射能量法为基本原理,采用独立黑体法,研制了一种响应波段为2~16μm的发射率在线测量系统,核心红外传感器选用测辐射热计,可测量100~500℃的物体表面发射率值(本文所研究的均为法向发射率)。文中详细阐述了系统的测量原理,建立了热辐射与系统输出电压响应之间的关系,并且推导出了发射率的计算公式,同时还提出了一种新的波段内法向全发射率计算方法,为工程应用中全发射率测量提供了理论基础。文中还详细地测量系统的设计进行了介绍,包括探测器设计、信号采集系统设计以及信息处理平台设计,并分析了各部分的设计原理。本文以黑体炉为参考黑体,对各温度下的系统响应进行了试验标定,建立了参考黑体的完整数据库。然后,再分别以标准样板、等效黑体作为测量目标,对系统进行验证试验,验证系统满足测量精度要求。最后将测量系统应用于工程实际中,测量结果一致性很好。综合试验结果表明,本文所研制的发射率在线测量系统满足以下要求:响应波长2~16μm,测量温度范围100~500℃,测量误差不超过±0.05。