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上海明策電子科技有限公司

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黑體爐輻射能量密度(輻照度)該如何計算?

閱讀:115      發(fā)布時間:2025-6-30
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1. 黑體輻射的基本原理


黑體是熱輻射領域里的理想物體:


黑體吸收所有入射的電磁波,不反射,也不透過。


黑體輻射的能量只跟溫度有關,跟材料、表面性質無關。


它在每個波長上的輻射強度都由物理定律嚴格描述。


計算黑體輻射能量用兩大物理定律:


(1)普朗克定律(Planck’s Law)

描述黑體在 某一個波長 λ 處的輻射能量密度:

其中:



 (T):單位波長、單位面積、單位時間的輻射功率(W/m2·μm)


h:普朗克常數(shù)


c:光速


k:玻爾茲曼常數(shù)


T:絕對溫度(K)


λ:波長


簡單理解:溫度越高,輻射越強;波長分布也跟溫度有關。


(2)斯特藩-玻爾茲曼定律(Stefan–Boltzmann Law)

描述黑體輻射的總功率:

其中:


??

E:黑體單位面積總輻射功率(W/m2)


意思是:

黑體總輻射能量 ∝ 溫度的四次方。


比如:


1000 K 時,單位面積輻射能量大約是 56,700 W/m2


升到 2000 K 時,能量是原來的 16 倍!


2.實際應用中


? mikron超高溫黑體爐 M390加熱到設定溫度(600–2300 ℃)

? 確定它的發(fā)射率 


ε,如果不是理想黑體,需要修正:


? 得到單位面積輻射能量 (kW/m2)

? 用狹角輻射計測量來自黑體的熱輻射 → 得到電壓信號

? 建立熱輻射通量 vs 電壓的標定曲線

總結一句話:

 或者用普朗克定律計算某波段輻射,再積分得到總量。




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