随着对粉体材料红外线辐射性能的深入研究，其在军事、工业和医疗等方面的应用也日益增加。对于粉体红外材料，红外发射率是影响其红外辐射性能的一个重要参量。因此，红外发射率的测量装置对粉体材料的研究也起到至关重要的作用。现有技术中，常采用傅里叶变换红外光谱仪法来测试电气石矿物粉体材料的远红外发射性能，但由于傅里叶变换红外光谱仪价格昂贵，测试方法繁琐，一般只适用于高校及科研院所等研究机构，而市场上一些简易的红外辐射测试装置又不适用于电气石等矿物粉体材料的测量。因而，现有技术均不适用于工矿企业对矿物粉体材料资源进行现场探测，也不利于粉体材料红外发射率测试装置和方法的进一步产业化开发应用。

本发明所要解决的技术问题是：提供粉体材料红外发射率的测试装置及其测试方法，该装置造价低，使用方法方便，对粉体材料红外发射率的测试结果准确，便于工矿企业对矿物粉体材料资源进行现场探测及粉体材料红外发射率测试装置和方法的进一步产业化开发应用。
本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：
粉体材料红外发射率的测试装置，由恒温加热装置、温度测量装置和样品承载装置三部分构成，其中：恒温加热装置由温度控制仪、加热板、包有金属外壳的PT-100热电阻和电阻调节器组成，包有金属外壳的PT-100热电阻固定在加热板的下表面上，温度控制仪的控制端设有三个接点，其中一个输出接点与加热板直接相连，另一个输出接点与上述包有金属外壳的PT-100热电阻直接相连，再一个输出接点与电阻调节器相连，电阻调节器再与加热板串连，温度控制仪设有220V交流电输入插头；温度测量装置由温度显示仪及上表面带有隔热橡胶块的另一个包有金属外壳的PT-100热电阻组成，该包有金属外壳的PT-100热电阻被固定在铁制样品槽的一个立侧面上，并与温度显示仪相连，温度显示仪设有220V交流电输入插头；样品承载装置由长宽大小正好放在加热板上的铁制样品槽组成。
上述粉体材料红外发射率的测试装置，其中所述的加热板由直径80～100μm的钨丝电阻丝均匀缠绕，外包不锈钢板制成，其长度为6～8cm，宽为4～6cm，加热功率为80～100W。
上述粉体材料红外发射率的测试装置，其中所述的铁制样品槽的长为6～8cm，宽为4～6cm，高为1～1.5cm。
上述粉体材料红外发射率的测试装置，其中所述的隔热橡胶块的长为1～1.5cm，宽为1～1.5cm，高为0.6～0.8cm。
上述粉体材料红外发射率的测试装置，其中所述的固定方法是一般的粘接或焊接，相连是用导线连接；温度显示仪、温度控制仪、电阻调节器和包有金属外壳的PT-100热电阻均为现有技术产品，可通过商购得到。
粉体材料红外发射率的测试装置的测试方法，其步骤如下：
第一步，粉体材料红外发射率的测试装置的组装
将一个包有金属外壳的PT-100热电阻固定在加热板的下表面上，设有220V交流电输入插头的温度控制仪的一个输出接点与加热板直接相连，另一个输出接点与上述包有金属外壳的PT-100热电阻直接相连，再一个输出接点与电阻调节器相连，电阻调节器再与加热板串连；上表面带有隔热橡胶块的另一个包有金属外壳的PT-100热电阻被固定在铁制样品槽的一个立侧面上，并与设有220V交流电输入插头的温度显示仪相连；在加热板上放置一个长宽大小正好的铁制样品槽，由此组装成粉体材料红外发射率的测试装置，以备下述步骤使用；
第二步，预备工作
将第一步组装好的粉体材料红外发射率的测试装置中的温度控制仪的温度设定为80℃，接通其电源，转动电阻调节器控制加热板的升温速度，开始时的升温速率为5～6℃/min，10min后稳定升温速率在0.3～0.5℃/min，预热30min后切断电源；
第三步，标准粉体材料的测试
选择两种与待测试粉体材料材质相同、热传导系数λ相等并且红外发射率ε分别为已知的ε甲和ε乙的粉体材料甲和粉体材料乙，制作成标准粉体材料甲和标准粉体材料乙，使其粒度与待测试粉体粒度相等，在对流换热系数α、粉体厚度δ、粉体材料的下表面温度tw1及环境温度tf完全相同的测试条件下分别进行标准粉体材料甲和标准粉体材料乙的如下测试操作：将被测试的标准粉体材料甲或标准粉体材料乙放入铁制样品槽中压平实，置于加热板上，使上表面带有隔热橡胶块的PT-100热电阻充分与该标准粉体材料的表面接触，同时接通温度显示仪和温度控制仪的电源，置于加热板上的被测试标准粉体材料开始升温，温度显示仪记录该被测试标准粉体材料升温过程的温度数据，每隔2min记录一次，当温度稳定后停止记录，并绘制升温曲线，由此测得最终稳定后的被测试标准粉体材料的上表面温度tw2，即两次分别测试得到最终稳定后标准粉体材料甲的上表面温度是tw2甲和最终稳定后标准粉体材料乙的上表面温度是tw2乙，粉体材料的下表面温度tw1均为加热板的温度80℃，环境温度tf均为室温20℃；
第四步，确定待测试粉体材料红外发射率的计算公式
由热力学平衡方程导出粉体材料红外发射率与其表面温度关系式如下：

式中，λ为待测试粉体样品的热传导系数，α为环境对流换热系数，σ为玻尔兹曼常数(σ＝5.67×10-8w/(m2·k2))，δ为待测试粉体样品的粉体厚度，tf为环境温度，tw1为粉体材料的下表面温度即为加热板的温度，tw2为测量得到的待测试粉体材料的最终稳定后的上表面温度，进一步将(I)式简化如下：
令k1＝λtw1/δ+atf；k2＝λ/δ+α，将上式简化为
$ϵ=\frac{k_1-k_2{t}_{w2}}{{{\mathrm{\sigma t}}_{w2}}^4}---\left(\mathrm{II}\right)$
将上述第三步中测得的标准粉体材料甲和标准粉体材料乙的最终稳定后两种标准粉体材料的上表面温度tw2甲和tw2乙，及已经已知的标准粉体材料甲和标准粉体材料乙的红外发射率ε甲和ε乙分别代入上述简化式(II)中，得到如下二元一次方程组：


解上述二元一次方程组，求得系数k1和k2的值分别为K1和K2，将K1和K2代入(II)式得到待测试粉体材料红外发射率的计算公式为：
$ϵ=\frac{K_1-K_2{t}_{w2}}{{{\mathrm{\sigma t}}_{w2}}^4}---\left(\mathrm{III}\right)$
第五步，待测试粉体材料红外发射率测试和计算
将待测试粉体材料在与标准粉体材料甲和标准粉体材料乙的对流换热系数α，粉体厚度δ、粉体材料的下表面温度tw1及环境温度tf完全相同的测试条件和测试方法下，进行上述第三步的操作，并将测得的最终稳定后的待测试粉体材料的上表面温度tw2代入上述待测试粉体材料红外发射率的计算公式(III)中，即计算出该待测粉体材料红外发射率ε。
上述粉体材料红外发射率的测试装置的测试方法，在第五步的操作中，将已经测量完毕的粉体材料更换为其他同类且同粒度的待测试粉体材料，由此测试得到更换的其他同类且同粒度待测试粉体材料红外发射率ε，由此完成多个同类且同粒度的待测试粉体材料红外发射率的连续测试。
上述粉体材料红外发射率的测试装置的测试方法，其中所述的加热板由直径80～100μm的钨丝电阻丝均匀缠绕，外包不锈钢板制成，其长度为6～8cm，宽为4～6cm，加热功率为80～100W；所述的铁制样品槽的长为6～8cm，宽为4～6cm，高为1～1.5cm；所述的隔热橡胶块的长为1～1.5cm，宽为1～1.5cm，高为0.6～0.8cm。
上述粉体材料红外发射率的测试装置的测试方法，其中所述的固定方法是一般的粘接或焊接，相连是用导线连接；温度显示仪、温度控制仪、电阻调节器和包有金属外壳的PT-100热电阻均为现有技术产品，可通过商购得到。
上述粉体材料红外发射率的测试装置的测试方法的第三步中，所述选择的粉体材料甲和粉体材料乙与待测试粉体材料的热传导系数λ“相等”，是指三者是热传导系数仅相差为0.01～0.02W/m.K的同类且同粒度的粉体材料，它们的热传导系数λ被认定为“相等”(以下实施例中相同)；标准粉体材料红外发射率ε的已知数值，是通过FTIR(即傅里叶变换红外光谱仪法)测试其红外辐射能量与黑体的辐射能量相比而得到的，这一方法在上述背景技术部分已经提及，是公知并通常使用的。再则，许多用作标准粉体材料红外发射率ε是早已被测定公知的。
本发明的有益效果是：
(1)本发明的设计原理
由热源向物体进行能量传递的方式有传导、对流和辐射三种。传导是物体内部由高温部分向低温部分进行移动的一种热传递现象；对流是通过液体和气体的流动进行的热传递现象；而辐射则是以电磁波的形式由热源直接向物体传递热量的热传递现象。因此，在热辐射的情况下，传递是直接地和瞬时间进行的，不需要有中间的加热介质，其热效率也最高。
假设待测粉体材料的初始温度T相同，依Wt＝εσT4公式，其中红外发射率ε大的粉体材料辐射出的能量就大，投射到吸收体的能量也就大，转化为吸收体的温度就高，而对于粉体材料本身，稳定后的表面温度就较低。本发明的设计原理就是基于待测粉体材料的红外辐射强度与其表面温度的关系，采用专门设计的粉体材料红外发射率的测试装置来测量粉体材料红外发射率。
(2)本发明的理论模型
如附图2所示，根据传热学原理，加热板、待测粉体材料及环境间进行的热量传递平衡方程式为：
Q传导＝Q对流+Q辐射       (I’)
Q传导为热传导的热量，Q对流为热对流的热量，Q辐射为热辐射的热量，
将(I’)式展开为：


其中，λ为热传导系数，α为对流换热系数，σ为玻尔兹曼常熟(σ＝5.67×10-8w/(m2·k2)，tf为环境温度，tw1为粉体材料的下表面温度，tw2为被测试粉体材料最终稳定后的上表面温度，δ为粉体厚度。由式(I)可以得到红外发射率和粉体材料表面温度的关系。
由于粉体的热传导系数λ难以测量，环境的对流换热系数α变化较大难以确定，因此对(I)式进行简化，令k1＝λtw1/δ+atf；k2＝λ/δ+α，将上式简化为：
$ϵ=\frac{k_1-k_2{t}_{w2}}{{{\mathrm{\sigma t}}_{w2}}^4}---\left(\mathrm{II}\right)$
这样，在未知测量粉体的热传导系数λ和环境的对流换热系数α的情况下，用简化式(II)，通过测试待测试粉体材料的最终稳定后的上表面温度tw2来计算其红外发射率ε。这是本发明方法的创新点之一。
(3)本发明的粉体材料红外发射率的测试装置是一种首创的发明，结构简单，组成部件容易得到，价格都比较便宜，其测试方法容易操作，对粉体材料红外发射率的测试结果较准确，便于工矿企业对矿物粉体材料资源进行现场探测及粉体材料红外发射率测试装置和方法的进一步产业化开发应用。
下列实施例进一步说明了本发明的有益效果。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明粉体材料红外发射率的测试装置的结构示意图。
图2是本发明粉体材料红外发射率的测试装置的测量粉体材料的热量传递示意图。
图3是本发明实施例1中测量粒度D50为3μm的标准电气石粉体材料甲3和标准电气石粉体材料乙3的升温曲线。
图4是本发明实施例1、2和3中分别测量待测试粉体材料为粒度D50为3μm的三种不同矿区的电气石粉体材料的升温曲线。
图5是本发明实施例4中测量粒度D50为9μm的标准电气石粉体材料甲9和标准电气石粉体材料乙9的升温曲线。
图6是本发明实施例4、5和6中分别测量待测试粉体材料为粒度D50为9μm的三种不同矿区的电气石粉体材料的升温曲线。
图7是本发明实施例7中测量粒度D50为3μm的标准石英粉体材料丙3和标准石英粉体材料丁3的升温曲线。
图8是本发明实施例7和8中分别测量待测试粉体材料为粒度D50为3μm的两种不同矿区的石英粉体材料的升温曲线。
图中，1.温度显示仪，2.温度控制仪，3.电阻调节器，4.包有金属外壳的PT-100热电阻，5.加热板，6.铁制样品槽，7.隔热橡胶块。

图1表明，本发明粉体材料红外发射率的测试装置的构成是：包有金属外壳的PT-100热电阻4固定在加热板5的下表面上，温度控制仪2的控制端设有三个接点，其中一个输出接点与加热板5直接相连，另一个输出接点与上述包有金属外壳的PT-100热电阻4直接相连，再一个输出接点与电阻调节器3相连，电阻调节器3再与加热板5串连，温度控制仪2设有220V交流电输入插头，上表面带有隔热橡胶块7的包有金属外壳的PT-100热电阻4被固定在铁制样品槽6的一个立侧面上，并与温度显示仪1相连，温度显示仪1设有220V交流电输入插头，铁制样品槽6正好放在加热板5上。温度控制仪2、加热板5、包有金属外壳的PT-100热电阻4和电阻调节器3组成了本发明粉体材料红外发射率的测试装置的恒温加热装置部分；温度显示仪1及上表面带有隔热橡胶块7的另一个包有金属外壳的PT-100热电阻4组成本发明粉体材料红外发射率的测试装置的温度测量装置；铁制样品槽6组成本发明粉体材料红外发射率的测试装置的样品承载装置。
图1所示实施例中，其中的加热板5由直径为80～100μm的钨丝电阻丝均匀缠绕，外包不锈钢板制成，其长度为6～8cm，宽为4～6cm，加热功率为80～100W；铁制样品槽6的长为6～8cm，宽为4～6cm，高为1～1.5cm；隔热橡胶块7的长为1～1.5cm，宽为1～1.5cm，高为0.6～0.8cm。
图1所示实施例中，其中所述“固定”方法是一般的粘接或焊接，“相连”方法是用导线连接；温度显示仪1、温度控制仪2、电阻调节器3和PT-100热电阻4均为现有技术产品，可通过商购得到。
图2是本发明粉体材料红外发射率的测试装置的测量粉体的热量传递示意图。根据传热学原理，加热板、待测粉体材料及环境间进行的热量传递平衡方程式为：
Q传导＝Q对流+Q辐射
图2中，Q为热传导的热量Q传导，Qc为热对流的热量Q对流，Qr为热辐射的热量Q辐射，tf为环境温度，tw1为粉体材料的下表面温度，tw2为被测试粉体材料最终稳定后的上表面温度，δ为粉体厚度。
实施例1
粒度D50为3μm的山东电气石粉体材料(1)红外发射率的测试。
第一步，粉体材料红外发射率的测试装置的组装
按图1安装并连接其中全部部件，组装成粉体材料红外发射率的测试装置，以备下述步骤使用；
第二步，预备工作
将第一步组装好的粉体材料红外发射率的测试装置中的温度控制仪2的温度设定为80℃，接通其电源，转动电阻调节器3控制加热板的升温速度，开始时的升温速率为5～6℃/min，10min后稳定升温速率在0.3～0.5℃/min，预热30min后切断电源；
第三步，标准粉体材料的测试
选择两种红外发射率已知，并且与待测试的粒度D50为3μm的山东电气石粉体材料(1)材质相同、热传导系数λ相等的电气石粉体材料甲和电气石粉体材料乙，制成粒度D50相同为3μm的标准电气石粉体材料甲3和标准电气石粉体材料乙3，标准电气石粉体材料甲3的红外发射率ε甲3＝0.9262，标准电气石粉体材料乙3的红外发射率为ε乙3＝0.8864，在对流换热系数α，粉体厚度δ、粉体材料的下表面温度tw1及环境温度tf完全相同的测试条件下分别进行标准电气石粉体材料甲3和标准电气石粉体材料乙3的如下测试操作：将被测试的标准电气石粉体材料甲3或标准电气石粉体材料乙3放入铁制样品槽6中压平实，置于加热板5上，使上表面带有隔热橡胶块7的PT-100热电阻4充分与该标准粉体材料的表面接触，同时接通温度显示仪1和温度控制仪2的电源，置于加热板5上的被测试标准粉体材料开始升温，温度显示仪1记录该被测试标准粉体材料升温过程的温度数据，每隔2min记录一次，当温度稳定后停止记录，分别绘制它们的升温曲线，该升温曲线如图3所示，其中(a)为标准电气石粉体材料甲3的升温曲线，(b)为标准电气石粉体材料乙3的升温曲线，由此分别测试得到标准电气石粉体材料甲3的最终稳定后的上表面温度tw2甲3＝49.7℃，标准电气石粉体材料乙3的最终稳定后的上表面温度tw2乙3＝52.6℃。两种标准电气石粉体材料的下表面温度tw1均为加热板的温度80℃，环境温度tf均为室温20℃。
第四步，确定待测试的粒度D50为3μm的山东电气石粉体材料(1)红外发射率的计算公式
由热力学平衡方程导出粉体材料红外发射率与其表面温度关系式如下：

式中，λ为待测试粉体样品的热传导系数，α为环境对流换热系数，σ为玻尔兹曼常数(σ＝5.67×10-8w/(m2·k2))，δ为待测试粉体样品的粉体厚度，tf为环境温度，tw1为粉体材料的下表面温度即为加热板的温度，tw2为测量得到的最终稳定后的待测试粉体材料的上表面温度，进一步将(I)式简化如下：
令k1＝λtw1/δ+atf；k2＝λ/δ+α，将上式简化为：
$ϵ=\frac{k_1-k_2{t}_{w2}}{{{\mathrm{\sigma t}}_{w2}}^4}---\left(\mathrm{II}\right)$
将上述第三步中测得的标准电气石粉体材料甲3和标准电气石粉体材料乙3的最终稳定后的上表面温度tw2甲3和tw2乙3、已知的ε甲3和ε乙3以及σ＝5.67×10-8w/(m2·k2)分别代入上述简化式(II)中，得到如下二元一次方程组
0.9262＝k1-k2×(49.7+273)/(49.7+273)4×5.67×10-8    (1)
0.8864＝k1-k2×(52.6+273)/(52.6+273)4×5.67×10-8    (2)
上述方程计算中加273，是要将摄氏温度转化为开尔文温度，
解上述二元一次方程组，求得k1＝1059.61，k2＝1.52的值，将该求得的k1，k2值代入上述简化式(II)中，得到待测试的粒度D50为3μm的山东电气石粉体材料(1)红外发射率的计算公式为：
$ϵ=\frac{1059.61-1.52t_{w2}}{{{\mathrm{\sigma t}}_{w2}}^4}---(\mathrm{III}-1)$
第五步，待测试的粒度D50为3μm的山东电气石粉体材料(1)红外发射率的测试和计算
将待测试的粒度D50为3μm的山东电气石粉体材料(1)在与上述标准电气石粉体材料甲3和标准电气石粉体材料乙3的对流换热系数α，粉体厚度δ、粉体材料的下表面温度tw1及环境温度tf完全相同的测试条件和测试方法下，进行上述第三步的测试操作，由此得到待测试的粒度D50为3μm的山东电气石粉体材料(1)的最终稳定后的上表面温度tw2(1)为50.3℃，其测量的升温过程数据记录见表1。由此绘制升温曲线，见图4中的(1)。
表1每个瞬时点所对应的待测试粉体材料山东电气石粉体材料(1)的上表面温度
  时间(min)   2   4   6   8   10   12   14   16   18   20   上表面温度(℃)   20.1   27.7   33.4   37.8   40.7   43.0   44.9   46.5   47.8   48.4   时间(min)   22   24   26   28   30   32   34   36   38   40   上表面温度(℃)   48.8   49.2   49.5   49.7   49.9   50.1   50.2   50.3   50.3   50.3
将测得的粒度D50为3μm的山东电气石粉体材料(1)的最终稳定后的上表面温度tw2(1)＝50.3℃代入(III-1)式，计算出粒度D50为3μm的山东电气石粉体材料(1)的红外发射率：

实施例2
粒度D50为3μm的河北电气石粉体材料(2)红外发射率的测试。
由于D50为3μm的河北电气石粉体材料(2)与粒度D50为3μm的山东电气石粉体材料(1)是同类且同粒度的待测试粉体材料，因此第一步、第二步、第三步和第四步均同实施例1，并且免做。
第五步，待测试的粒度D50为3μm的河北电气石粉体材料(2)红外发射率的测试和计算
除将粒度D50为3μm的山东电气石粉体材料(1)换为粒度D50为3μm的河北电气石粉体材料(2)作为待测试的粉体材料之外，其他操作过程、条件和方法均同实施例1。由此测得待测试粉体材料河北电气石粉体材料(2)的最终稳定后的上表面温度tw2(2)为51.1℃，其测量的升温过程数据记录见表2。由此绘制的升温曲线见图4中的(2)。
表2每个瞬时点所对应的待测试粉体材料河北电气石粉体材料(2)的上表面温度
  时间(min)   2   4   6   8   10   12   14   16   18   20   上表面温度(℃)   20.3   28.1   34.8   38.5   41.9   44.1   45.6   46.9   48.2   48.9   时间(min)   22   24   26   28   30   32   34   36   38   40   上表面温度(℃)   50.2   50.4   50.5   50.6   50.7   50.8   50.9   51.1   51.1   51.1
将测得的粒度D50为3μm的河北电气石粉体材料(2)的最终稳定后的上表面温度tw2(2)＝51.1℃代入(III-1)式中，计算出粒度D50为3μm的河北电气石粉体材料(2)的红外发射率：

实施例3
粒度D50为3μm的广西电气石粉体材料(3)红外发射率的测试。
由于D50为3μm的广西电气石粉体材料(3)与粒度D50为3μm的山东电气石粉体材料(1)是同类且同粒度的待测试粉体材料，因此第一步、第二步、第三步和第四步均同实施例1，并且免做。
第五步，待测试的粒度D50为3μm的广西电气石粉体材料(3)红外发射率的测试和计算
除将粒度D50为3μm的山东电气石粉体材料(1)换为粒度D50为3μm的广西电气石粉体材料(3)作为待测试的粉体材料之外，其他操作过程、条件和方法均同实施例1。由此测得待测试粉体材料广西电气石粉体材料(3)的最终稳定后的上表面温度tw2(3)为51.6℃，其测量的升温过程数据记录见表3。由此绘制的升温曲线见图4中的(3)。
表3每个瞬时点所对应的待测试粉体材料广西电气石粉体材料(3)的上表面温度
  时间(min)   2   4   6   8   10   12   14   16   18   20   上表面温度(℃)   20.9   28.8   35.4   39.2   42.3   44.8   46.3   47.2   48.5   49.1   时间(min)   22   24   26   28   30   32   34   36   38   40   上表面温度(℃)   50.0   50.3   50.6   50.8   50.9   51.1   51.4   51.6   51.6   51.6
将测得的粒度D50为3μm的广西电气石粉体材料(3)的最终稳定后的上表面温度tw2(3)＝51.6℃代入(III-1)式中，计算出粒度D50为3μm的广西电气石粉体材料(3)的红外发射率：

实施例4
粒度D50为9μm的山东电气石粉体材料(4)红外发射率的测试。
第一步，粉体材料红外发射率的测试装置的组装
同实施例1；
第二步，预备工作
同实施例1；
第三步，标准粉体材料的测试
除了选择两种红外发射率已知，并且与待测试的粒度D50为9μm的山东电气石粉体材料(4)材质相同、热传导系数λ相等的电气石粉体材料甲和电气石粉体材料乙，制成粒度D50为9μm的标准电气石粉体材料甲9和标准电气石粉体材料乙9，标准电气石粉体材料甲9的红外发射率ε甲9＝0.9289，标准电气石粉体材料乙9的红外发射率为ε乙9＝0.8873之外，本步其他操作步骤同实施例1。测得的升温曲线如图5所示，其中(a)为标准电气石粉体材料甲9的升温曲线，(b)为标准电气石粉体材料乙9的升温曲线，由此测得标准电气石粉体材料甲9的最终稳定后的上表面温度tw2甲9＝50.6℃，标准电气石粉体材料乙9的最终稳定后的上表面温度tw2乙9＝53.6℃，两种标准电气石粉体材料的下表面温度tw1均为加热板的温度80℃，环境温度tf均为室温20℃；
第四步，确定待测试的粒度D50为9μm的山东电气石粉体材料(4)红外发射率的计算公式
同实施例1推导出
$ϵ=\frac{k_1-k_2{t}_{w2}}{{{\mathrm{\sigma t}}_{w2}}^4}---\left(\mathrm{II}\right)$
分别将标准电气石粉体材料甲9的红外发射率ε甲9＝0.9289和标准电气石粉体材料乙9的红外发射率为ε乙9＝0.8873代入上述(II)式中的ε，标准电气石粉体材料甲9的最终稳定后的上表面温度tw2甲9＝50.6℃和标准电气石粉体材料乙9的最终稳定后的上表面温度tw2乙9＝53.6℃代入上述(II)式中的tw2，得到如下二元一次方程组
0.9289＝k1-k2×(50.6+273)/(50.6+273)4×5.67×10-8    (3)
0.8873＝k1-k2×(53.6+273)/(53.6+273)4×5.67×10-8    (4)
解上述二元一次方程组，求得k1＝1127.72，k2＝1.70的值，将该求得的k1，k2值代入上述简化式(II)中得到待测试的粒度D50为9μm的山东电气石粉体材料(4)红外发射率的计算公式为：
$ϵ=\frac{1127.72-1.70t_{w2}}{{{\mathrm{\sigma t}}_{w2}}^4}---(\mathrm{III}-2)$
第五步，待测试的粒度D50为9μm的山东电气石粉体材料(4)红外发射率的测试和计算
将待测试的粒度D50为9μm的山东电气石粉体材料(4)在与上述标准电气石粉体材料甲9和标准电气石粉体材料乙9的对流换热系数α，粉体厚度δ、粉体材料的下表面温度tw1及环境温度tf完全相同的测试条件和测试方法下，进行上述第三步的测试操作，由此得到待测试的粒度D50为9μm的山东电气石粉体材料(4)的最终稳定后的上表面温度tw2(4)为51.7℃，其测量的升温过程数据记录见表4。由此绘制升温曲线，见图6中的(4)。表4每个瞬时点所对应的待测试粉体材料山东电气石粉体材料(4)的上表面温度
  时间(min)   2   4   6   8   10   12   14   16   18   20   上表面温度(℃)   21.0   31.2   35.9   41.3   43.8   46.1   47.6   49.1   49.9   50.5   时间(min)   22   24   26   28   30   32   34   36   38   40   上表面温度(℃)   50.9   51.1   51.2   51.4   51.5   51.6   51.7   51.7   51.7   51.7
将测得的粒度D50为9μm的山东电气石粉体材料(4)的最终稳定后的上表面温度tw2(4)＝51.7℃代入(III-2)式，计算出粒度D50为9μm的山东电气石粉体材料(4)的红外发射率：

实施例5
粒度为9μm的河北电气石粉体材料(5)红外发射率的测试。
由于D50为9μm的河北电气石粉体材料(5)与粒度D50为9μm的山东电气石粉体材料(4)是同类且同粒度的待测试粉体材料，因此第一步、第二步、第三步和第四步均同实施例4，并且免做。
第五步，待测试的粒度D50为9μm的河北电气石粉体材料(5)红外发射率的测试和计算
除将粒度D50为9μm的山东电气石粉体材料(4)换为粒度D50为9μm的河北电气石粉体材料(5)作为待测试的粉体材料之外，其他操作过程、条件和方法均同实施例4。由此测得待测试粉体材料河北电气石粉体材料(5)的最终稳定后的上表面温度tw2(6)为52.5℃，其测量的升温过程数据记录见表5。由此绘制的升温曲线见图6中的(5)。
表5每个瞬时点所对应的待测试粉体材料河北电气石粉体材料(5)的上表面温度
  时间(min)   2   4   6   8   10   12   14   16   18   20   上表面温度(℃)   21.9   31.5   36.6   42.3   44.2   46.3   48.5   49.4   50.2   50.9   时间(min)   22   24   26   28   30   32   34   36   38   40   上表面温度(℃)   51.4   51.8   52.0   52.2   52.3   52.4   52.5   52.5   52.5   52.5
将测得的粒度D50为9μm的河北电气石粉体材料(5)的最终稳定后的上表面温度tw2(5)＝52.5℃代入(III-2)式，计算出粒度D50为9μm的河北电气石粉体材料(5)的红外发射率：

实施例6
粒度D50为9μm的广西电气石粉体材料(6)红外发射率的测试。
由于D50为9μm的广西电气石粉体材料(6)与粒度D50为9μm的山东电气石粉体材料(4)是同类且同粒度的待测试粉体材料，因此第一步、第二步、第三步和第四步均同实施例4，并且免做。
第五步，待测试的粒度D50为9μm的广西电气石粉体材料(6)红外发射率的测试和计算
除将粒度D50为9μm的山东电气石粉体材料(4)换为粒度D50为9μm的广西电气石粉体材料(6)作为待测试的粉体材料之外，其他操作过程、条件和方法均同实施例4。由此测得待测试粉体材料广西电气石粉体材料(6)的最终稳定后的上表面温度tw2(6)为53.3℃，其测量的升温过程数据记录见表6。由此绘制的升温曲线见图6中的(6)。
表6每个瞬时点所对应的待测试粉体材料广西电气石粉体材料(6)的上表面温度
  时间(min)   2   4   6   8   10   12   14   16   18   20   上表面温度(℃)   23.0   33.3   39.3   43.5   46.1   48.3   49.8   50.9   51.7   52.2   时间(min)   22   24   26   28   30   32   34   36   38   40   上表面温度(℃)   52.4   52.7   52.9   53.1   53.2   53.2   53.3   53.3   53.3   53.3
将测得的粒度D50为9μm的广西电气石粉体材料(6)的最终稳定后的上表面温度tw2(6)＝53.3℃代入(III-2)式，计算出粒度D50为9μm的广西电气石粉体材料(6)的红外发射率：

实施例7
粒度D50为3μm的河南石英粉体材料(7)红外发射率的测试。
第一步，粉体材料红外发射率的测试装置的组装
同实施例1；
第二步，预备工作
同实施例1；
第三步，标准粉体材料的测试
除了选择两种红外发射率已知，并且与粒度D50为3μm的河南石英粉体材料(7)材质相同、热传导系数λ相等的石英粉体材料丙和石英粉体材料丁，制成粒度D50为3μm的标准石英粉体材料丙3和标准石英粉体材料丁3，标准石英粉体材料丙3的红外发射率ε丙3＝0.8859，标准石英粉体材料丁3的红外发射率为ε丁3＝0.8651之外，本步其他操作步骤同实施例1。测得的升温曲线如图7所示，其中(a)为标准石英粉体材料丙3的升温曲线，(b)为标准石英粉体材料丁3的升温曲线，由此测得标准石英粉体材料丙3的最终稳定后的上表面温度tw2丙3＝54.0℃，标准石英粉体材料丁3的最终稳定后的上表面温度tw2丁3＝55.8℃，两种标准石英粉体材料的下表面温度tw1均为加热板的温度80℃，环境温度tf均为室温20℃；
第四步，确定待测试的粒度D50为3μm的河南石英粉体材料(7)红外发射率的计算公式
同实施例1推导出
$ϵ=\frac{k_1-k_2{t}_{w2}}{{{\mathrm{\sigma t}}_{w2}}^4}---\left(\mathrm{II}\right)$
分别将标准石英粉体材料丙3的红外发射率ε丙3＝0.8859和标准石英粉体材料丁3的红外发射率为ε丁3＝0.8651代入上述(II)式中的ε，标准石英粉体材料丙3的最终稳定后的上表面温度tw2丙3＝54.0℃和标准石英粉体材料丁3的最终稳定后的上表面温度tw2丁3＝55.8℃代入上述(II)式中的tw2，得到如下二元一次方程组
0.8859＝k1-k2×(54.0+273)/(54.0+273)4×5.67×10-8    (5)
0.8651＝k1-k2×(55.8+273)/(55.8+273)4×5.67×10-8    (6)
解上述二元一次方程组，求得k1＝783.62，k2＝0.64的值，将该求得的k1，k2值代入上述简化式(II)中得到待测试的粒度D50为3μm的河南石英粉体材料(7)红外发射率的计算公式为：
$ϵ=\frac{783.62-0.64t_{w2}}{{{\mathrm{\sigma t}}_{w2}}^4}---(\mathrm{III}-3)$
第五步，待测试的粒度D50为3μm的河南石英粉体材料(7)红外发射率的测试和计算
将待测试的粒度D50为3μm的河南石英粉体材料(7)在与上述标准石英粉体材料丙3和标准石英粉体材料丁3的对流换热系数α，粉体厚度δ、粉体材料的下表面温度tw1及环境温度tf完全相同的测试条件和测试方法下，进行上述第三步的测试操作，由此得到待测试的粒度D50为3μm的河南石英粉体材料(7)的最终稳定后的上表面温度tw2(7)为54.6℃，其测量的升温过程数据记录见表7。由此绘制升温曲线，见图8中的(7)。
表7每个瞬时点所对应的待测试粉体材料河南石英粉体材料(7)的上表面温度
  时间(min)   2   4   6   8   10   12   14   16   18   20   上表面温度(℃)   23.5   34.1   40.9   45.1   47.8   49.6   51.5   51.7   52.2   52.5   时间(min)   22   24   26   28   30   32   34   36   38   40   上表面温度(℃)   52.9   53.2   53.5   53.7   54.0   54.2   54.4   54.6   54.6   54.6
将测得的粒度D50为3μm的河南石英粉体材料(7)的最终稳定后的上表面温度tw2(7)＝54.6℃代入(III-3)式，计算出粒度D50为3μm的河南石英粉体材料(7)的红外发射率：

实施例8
粒度D50为3μm的辽宁石英粉体材料(8)红外发射率的测试。
由于粒度D50为3μm的辽宁石英粉体材料(8)与粒度D50为3μm的河南石英粉体材料(7)是同类且同粒度的待测试粉体材料，因此第一步、第二步、第三步和第四步均同实施例7，并且免做。
第五步，待测试的粒度D50为3μm的辽宁石英粉体材料(8)红外发射率的测试和计算
除将待测试的粉体材料由粒度D50为3μm的河南石英粉体材料(7)替换为粒度D50为3μm的辽宁石英粉体材料(8)之外，其他操作过程、条件和方法均同实施例7。由此测得待测试粉体材料粒度D50为3μm的辽宁石英粉体材料(8)的最终稳定后的上表面温度tw2(8)为55.3℃，其测量的升温过程数据记录见表8。由此绘制的升温曲线见图8中的(8)。
表8每个瞬时点所对应的待测试粉体材料辽宁石英粉体材料(8)的上表面温度
  时间(min)   2   4   6   8   10   12   14   16   18   20   上表面温度(℃)   23.7   34.8   41.3   45.7   48.1   49.9   51.6   52.0   52.3   52.8
  时间(min)   2   4   6   8   10   12   14   16   18   20   时间(min)   22   24   26   28   30   32   34   36   38   40   上表面温度(℃)   53.5   53.9   54.2   54.5   54.7   54.9   55.1   55.3   55.3   55.3
将测得的粒度D50为3μm的辽宁石英粉体材料(8)的最终稳定后的上表面温度tw2(8)＝55.3℃代入(III-3)式，计算出粒度D50为3μm的石英粉体材料(8)的红外发射率：

通过上述实施例得出应用本发明粉体材料红外发射率的测试装置及其测试方法测试粉体材料红外发射率的评价如下：
(1)应用本发明粉体材料红外发射率的测试装置及其测试方法可以测得同种类同粒度一系列粉体材料红外发射率ε值，测量方便，适用于工矿企业对矿物粉体材料资源进行现场探测，适合于粉体材料红外发射率测试技术的产业化应用。
(2)应用本发明粉体材料红外发射率的测试装置及其测试方法可以测试粒度为0.1～10μm的各种粉体材料红外发射率。
(3)应用本发明粉体材料红外发射率的测试装置及其测试方法所得出的红外发射率ε值，可以判别同种但不同矿区粉体材料的红外辐射性能的强弱。
(4)应用本发明粉体材料红外发射率的测试装置及其测试方法所得出的红外发射率ε值，可以判别同一产矿区不同粒度粉体材料的红外辐射性能的强弱。