隨著鋁合金材料的廣泛應(yīng)用以及我國(guó)制造業(yè)水平的不斷提高,不同行業(yè)對(duì)鋁合金品質(zhì)的要求越來(lái)越高。在鋁合金的冶煉加工過(guò)程中,溫度是一個(gè)非常重要的參數(shù),制造高性能的鋁合金材料離不開(kāi)對(duì)溫度的精確測(cè)量與控制。鋁合金器件在加工生產(chǎn)過(guò)程中其溫度的精確控制對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的把控和能源的節(jié)約均起到關(guān)鍵性作用。傳統(tǒng)的測(cè)溫方法（如熱電偶接觸法測(cè)溫）已無(wú)法滿足鋁合金器件移動(dòng)生產(chǎn)過(guò)程的需要,輻射測(cè)溫作為一種新興的溫度測(cè)量方法被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代冶金工業(yè)生產(chǎn)加工過(guò)程中。然而,輻射測(cè)溫儀器往往需要手動(dòng)輸入待測(cè)物體表面的發(fā)射率數(shù)值,其輸入發(fā)射率數(shù)值不準(zhǔn)確必將導(dǎo)致測(cè)溫結(jié)果出現(xiàn)較大偏差。由于實(shí)際生產(chǎn)加工過(guò)程中器件的溫度、表面氧化、表面形貌等的改變均會(huì)造成材料表面發(fā)射率數(shù)值發(fā)生變化。因此,為了提高鋁合金材料的冶煉質(zhì)量,精確地測(cè)量空氣中鋁合金在高溫狀態(tài)下氧化過(guò)程的發(fā)射率數(shù)據(jù)、探究其變化規(guī)律刻不容緩。本文第一章介紹了發(fā)射率的研究背景與現(xiàn)實(shí)意義,闡述了材料發(fā)射率的特點(diǎn)及其研究現(xiàn)狀,總結(jié)了幾種材料發(fā)射率測(cè)量方法、特點(diǎn)和本文主要研究?jī)?nèi)容。第二章對(duì)熱輻射的基本理論、基本測(cè)量?jī)x器及常見(jiàn)發(fā)射率測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)組成進(jìn)行了詳細(xì)地介紹。第三章對(duì)本研究中所使用的... 

【文章來(lái)源】：河南師范大學(xué)河南省

【文章頁(yè)數(shù)】：59 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

現(xiàn)有發(fā)射率測(cè)量方法分類

7第二章熱輻射的基本理論及基本測(cè)量?jī)x器2.1熱輻射的基本理論眾所周知，任何高于絕對(duì)零度的物體每時(shí)每刻都在向外界以電磁波的方式輻射能量，熱輻射的基本理論是研究物體熱輻射特性的基礎(chǔ)，也是發(fā)射率研究需要掌握的基本理論。本章主要對(duì)紅外熱輻射的基本理論及一般發(fā)射率測(cè)量裝置系統(tǒng)布局進(jìn)行了介紹，主要包括：紅外熱輻射的基本理論（基爾霍夫定律、普朗克公式、斯忒藩-玻爾茲曼定律、維恩位移定律等）和基于能量對(duì)比法的發(fā)射率測(cè)量理論，介紹了一般的光譜發(fā)射率測(cè)量裝置的原理，下面將進(jìn)行熱輻射基本理論的詳細(xì)介紹。2.1.1Kirchhoff定律Kirchhoff定律是Kirchhoff在1860年通過(guò)對(duì)比研究總結(jié)出的理論，是紅外物理熱輻射理論中最基礎(chǔ)的定律，也是基于能量守恒定律將物體的吸收率和發(fā)射率關(guān)聯(lián)在一起的定律。圖2-1置于等溫腔的目標(biāo)物體如圖2-1所示，將任一物體A放置于一個(gè)溫度為T(mén)的真空等溫腔內(nèi)。物體A和溫度恒為T(mén)的恒溫腔將會(huì)出現(xiàn)輻射熱交換，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，物體A將與真空恒溫腔達(dá)到同一溫度，此時(shí)即為熱平衡狀態(tài)。當(dāng)物體A達(dá)到熱平衡狀態(tài)后，其向外輻射的熱功率必將等于其吸收的熱輻射功率，只有這樣物體A才能處于恒溫狀態(tài)。則可以得出結(jié)論：=MEα或M=αgE(2-1)

8式中，α，M和E分別表示等溫腔中物體A的吸收率，表面輻射出射度以及輻射照度。由此定律可以得出：任何物體的吸收能力如果越強(qiáng)，那么其發(fā)射能力必定也會(huì)越強(qiáng)[35]。即：良好的吸收體必定為良好的發(fā)射體。這一定律也可表述為：任何物體的輻射強(qiáng)度和其吸收率的比值是一定值，且該數(shù)值只與物體本身溫度和波長(zhǎng)有關(guān)，與物體本身性質(zhì)沒(méi)有關(guān)系。根據(jù)Kirchhoff定律可以求得物體的表面發(fā)射率值，即：0=MEε(2-2)式（2-2）中，ε表示物體表面發(fā)射率、M表示物體表面輻射出射度、E0表示與物體處于同一溫度時(shí)理想黑體的輻射出射度。當(dāng)研究不透明的物體時(shí)其透射率可以認(rèn)為是零。因此，求解不透明物體發(fā)射率時(shí)可由下式得出：ε=1-ρ)2-3)式中，ρ代表物體表面反射率，此式是運(yùn)用間接法求解物體表面發(fā)射率的基本原理依據(jù)。2.1.2普朗克公式二十世紀(jì)九十年代，普朗克根據(jù)量子統(tǒng)計(jì)理論推導(dǎo)出與實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果一致的理論公式，即著名的普朗克公式，其是黑體熱輻射基本公式。圖2-2黑體在不同溫度下輻射出射度隨波長(zhǎng)分布曲線普朗克公式的數(shù)學(xué)表示形式為：2015/11TCTCMeλλλ=g(2-4)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于有限元法的鑄軋速度對(duì)7050鋁合金溫度和應(yīng)力的影響分析[J]. 張明達(dá),王洪斌,張利陽(yáng),曹立亭.  科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2017(20)
[2]基于傅里葉紅外光譜儀的遠(yuǎn)紅外貼法向發(fā)射率測(cè)定[J]. 李風(fēng)光,張峻梓,閆鈞,邵蕊娜,康勁風(fēng).  河南醫(yī)學(xué)研究. 2015(06)
[3]基于傅里葉紅外光譜儀的材料發(fā)射率測(cè)量方法研究[J]. 張嵐,張術(shù)坤,蔡靜.  工業(yè)計(jì)量. 2015(04)
[4]溫度和加熱時(shí)間對(duì)大氣環(huán)境中純鐵光譜發(fā)射率的影響[J]. 于坤,王文寶,張凱華,劉玉芳.  光譜學(xué)與光譜分析. 2014(09)
[5]基于積分球反射計(jì)的紅外光譜發(fā)射率測(cè)量系統(tǒng)校正方法[J]. 張宇峰,戴景民,張昱,潘衛(wèi)東,張磊.  光譜學(xué)與光譜分析. 2013(08)
[6]鑄造鋁合金技術(shù)的現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展[J]. 梁宏偉.  企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā). 2012(32)
[7]基于穩(wěn)態(tài)卡計(jì)法的半球向全發(fā)射率測(cè)量技術(shù)綜述[J]. 辛春鎖,何小瓦,楊陽(yáng),鄧建兵.  宇航計(jì)測(cè)技術(shù). 2011(04)
[8]發(fā)射率混合測(cè)量技術(shù)及在紅外輻射測(cè)溫中的應(yīng)用[J]. 薛生虎,方榮瑞,唐紅,鄭永軍.  計(jì)量學(xué)報(bào). 2010 (04)
[9]熱電偶測(cè)溫原理及應(yīng)用[J]. 張明春,肖燕紅.  攀枝花科技與信息. 2009(03)
[10]紅外熱像儀精確測(cè)溫技術(shù)[J]. 李云紅,孫曉剛,原桂彬.  光學(xué)精密工程. 2007(09)

博士論文
[1]基于傅立葉紅外光譜儀的材料光譜發(fā)射率測(cè)量技術(shù)的研究[D]. 王新北.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
[2]多光譜輻射測(cè)溫技術(shù)研究[D]. 戴景民.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 1995

碩士論文
[1]鈷和鎳光譜發(fā)射率特性研究[D]. 郭帥.河南師范大學(xué) 2017
[2]幾種常用鋼材的光譜發(fā)射率特性研究[D]. 張飛麟.河南師范大學(xué) 2017
[3]基于光柵單色儀的光譜發(fā)射率測(cè)量裝置[D]. 張凱華.河南師范大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3032684