D&S AE1/RD1：测发射率只有两步，±0.01 指的是重复性

一块材料的发射率，查手册只能拿到参考值。

同一牌号的隔热涂层，批次不同、表面处理不同，测出来的数值对不上是常事，手册上的数字落到自己手上这批材料未必作数。要拿到自家材料的数据，得实测。

D&S 的 AE1/RD1 就是做这件事的仪器，面向常温材料，操作只有两个动作。它的标称 ±0.01 是重复性，常被当成测量准确度，这一点放到后面细说。

图1：AE1/RD1 系统。左侧为 AE1 测量头与热沉装置，右侧为 RD1 标度数字电压表

一、仪器构成与两步操作

AE1 是测量头。内部为差分热电堆探测器，探测器部分被加热到 82°C（180°F），与常温样品之间形成温差；探测器响应这一辐射换热，输出电压与发射率近似呈线性。热量来自仪器一侧，样品不需要加热，也不需要另行测温。

RD1 是配套的标度数字电压表。负责把这一电压换算成发射率数值并显示。按 D&S 的说明，它是测量头的配套读数装置。

配套的热沉装置，用来让校准标准与待测材料保持相同温度。

步骤一，定标。把 AE1 测量头放在高发射率标准块上，调整 RD1 的增益旋钮，使读数等于该标准块的发射率值。

步骤二，测量。把测量头移到待测样品上，RD1 显示的就是发射率，不需要人工换算。

用 RD1 定标时，把它置于可变增益档，等 60 至 90 秒读数稳定后再调；校准至少每 30 分钟重做一次，以减小温度变化带来的误差。换用普通电压表也能测，每测一次都要手工把直流电压换算成发射率，这一步省不掉。

定标用的是高发射率标准块，它的数值高、长期稳定，适合当参考点；低发射率标准块则用来核查仪器在整个量程上的线性。

图2：AE1/RD1 的测量步骤

二、容易让读数偏掉的几处细节

下面这些算不上操作步骤，但漏掉任何一件，标出来的数都不可靠。

通电后要等约 30 分钟达到热平衡，读数才稳定。预热期间把测量头侧放，让内部水汽逸出；如果这台仪器天天用，可以保持通电，省掉这段等待。

同温这一条对结果的影响常被低估。样品与校准标准块必须处于同一温度，测前先把两者放到热沉上静置。D&S 手册在标定步骤里提到，致密材料可以滴几滴水填满样品与热沉的缝隙来改善热接触；多孔涂层、薄膜、镀膜玻璃不要加水，以免损伤表面。

辐射换热强度取决于两者温差，温度不一致，读数就会偏；静置不够，数值还会缓慢漂移。还有一个反过来的讲究：测完把测量头移开，别一直压在热沉上把标准块烘热。

探测器时间常数标称 10 秒，指的是响应达到稳态值 63% 所需的时间。要完全稳定，通常得等上数个时间常数；D&S 手册给出的操作提示是等 60 至 90 秒再记录，这一条比标称的时间常数更贴实际操作。

样品本身要平整，平面度约在 0.25 mm 以内，并优先选导热良好的材料。较厚的低导热样品即使平面合格，内部温度梯度也会带来偏差，这类样品与粗糙面按 D&S 技术说明 79-17 处理。

表面油污、水膜、脱模剂相当于多了一层介质，测前应清洁并干燥；带适配器测倾斜面误差偏大，尽量水平测量。样品温度上限约 130°F（54°C），常规测量在常温下进行。

随机提供的高、低发射率标准块各两个，一套作工作校准标准，另一套存放备用、用于核查工作标准。涂层、镀膜这类材料，不同位置的发射率并不一样，多点取样取平均更能代表整批材料。

三、读数代表什么

读数出来之后，先要知道它代表什么。AE1 测的是近似于 150°F（65°C）下的总半球发射率，来自全波段的辐射换热，探测器在 3 至 30 μm 的热辐射波段内响应近于恒定。样品不需要加热，也不需要另行测温。

读数背后有三个温度容易混：测量头内部的探测器被加热到 82°C，结果是 65°C 等效样品温度下的发射率，而标称 2.4 毫伏这个输出值，标定条件是样品发射率 0.9、样品温度 78°F（25°C）。

重复性为 ±0.01 发射率单位，探测器输出与发射率在 ±0.01 单位范围内呈线性。

这个 ±0.01 是重复性指标，准确度另算。ASTM C1371 给这类方法的指标是：按规程操作、避免误用的前提下，测量精度优于 ±0.02 发射率单位；实际准确度还取决于标准块数值、样品贴合与温度一致性。

材料实际工作温度与 65°C 相差较大时，引用数据要注明测量条件，金属材料尤其明显。D&S 不规定固定的工厂校准周期，由用户按使用频率自行确定；标准块本身的数值也要定期核查。

四、主要指标

五、适配器与标准配置

标配可测量直径 5.7 cm 以上的平表面。样品更小时加装适配器：AE-AD1 对应直径 3.8 cm，AE-AD3 对应 2.54 cm；AE-ADP 面向低导热材料、半径大于 2 英寸的圆柱面，以及粗糙或带纹理的表面。其他几何形状可定制测量头，小直径圆柱样品可通过改造适配器实现多件平行测量。金属与非金属材料都能测。

标准配置包括 AE1 测量头、RD1 标度数字电压表、两个高发射率标准块、两个低发射率标准块、热沉装置、电源与输出电缆、通用电源适配器、电源线与手提箱。

六、合规与应用

按 D&S 产品资料，仪器执行 ASTM C1371 的便携式发射率计试验方法，测量原理与热辐射相关的通用原则一致；针对这类便携式仪器没有专属的 ISO 产品认证。建筑节能与热控涂层的检测多引用这一方法。

常见测量对象包括建筑节能涂层、Low-E 镀膜小样、航天器热控涂层、散热材料与工业炉衬材料；整片中空玻璃厚度大、导热差，不适合本仪器。

七、一批材料怎么测

同一批材料取多块样品，或在一块上标出覆盖边缘与中心的多个测点。测前把样品与标准块一起放上热沉装置静置到同温；预热满 30 分钟，先定标再依次测量，读数稳定后记录。测程较长时，至少每 30 分钟回标准块复核一次。

数值取平均，记下环境温度与测量位置；与来料证书或手册值相差较大时，先核对样品表面状态与温度条件，再判断是否复测。

八、技术咨询与服务支持

上海明策光电技术有限公司作为 D&S 品牌在中国的授权代理商，提供包括技术咨询、产品选型、安装指导、调试校准、维修保养在内的服务。