本文關(guān)鍵詞：基于光柵單色儀的光譜發(fā)射率測量裝置

  更多相關(guān)文章： 光譜發(fā)射率 單色儀 溫度 表面氧化 干涉效應(yīng)

【摘要】：本文基于光柵單色儀研制了一套可以準(zhǔn)確測量材料光譜發(fā)射率的實驗裝置,并對常見的兩種金屬材料鋁和銅的光譜發(fā)射率進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。文章第一章介紹了本文的研究背景與意義,闡述了材料發(fā)射率的在諸多領(lǐng)域的重要應(yīng)用,總結(jié)了發(fā)射率的測量方法,并對幾種測量方法進(jìn)行比較,最后對發(fā)射率測量現(xiàn)狀及存在的問題進(jìn)行了探討。第二章簡要介紹了和發(fā)射率相關(guān)的基本熱輻射理論,發(fā)射率定義的幾種常見分類,并給出了每種發(fā)射率定義的數(shù)學(xué)表達(dá)式。第三章介紹了自主研制的材料光譜發(fā)射率裝置的主要組成部分:樣品加熱及溫度控制裝置、標(biāo)準(zhǔn)黑體爐、光柵單色儀、鎖相放大器和斬波器、離軸拋物面反射鏡及電動旋轉(zhuǎn)臺,并對每部分都進(jìn)行了詳細(xì)介紹。該發(fā)射率測量裝置可以實現(xiàn)材料光譜發(fā)射率在溫度范圍373-1073K,波長范圍0.8-2.2μm內(nèi)的精確測量。溫度和波長范圍也可以通過更換加熱裝置、光柵和探測器進(jìn)行拓展。此外,本章還對光譜發(fā)射率實驗裝置的測量原理進(jìn)行了分析,探討了影響光譜發(fā)射率測量的諸多因素,給出了本實驗裝置的具體測量公式。第四章介紹了純鋁及鋁合金的光譜發(fā)射率研究結(jié)果。利用研制的光譜發(fā)射率測量儀器對純鋁及鋁合金在溫度范圍373-873K,波長范圍0.8-2.2μm內(nèi)的光譜發(fā)射率進(jìn)行了系統(tǒng)研究。結(jié)果表明:純鋁在未被氧化情況下(氬氣保護(hù)),其光譜發(fā)射率隨著測量波長的增加而變小,隨著溫度的升高而變大;氧化會增大純鋁的光譜發(fā)射率,樣品表面氧化膜厚度直接影響其發(fā)射率數(shù)值大小,樣品表面氧化達(dá)到一定程度后,其發(fā)射率數(shù)值也趨于穩(wěn)定。恒溫長時間測量發(fā)現(xiàn):樣品的光譜發(fā)射率隨著氧化時間的持續(xù)緩慢變大,一段時間后趨于穩(wěn)定。此外,還運用實驗室之前的研制反射式發(fā)射率測量裝置對鋁合金5052在波長1.55μm處的光譜發(fā)射率進(jìn)行了測量。第五章介紹了黃銅及紅銅的光譜發(fā)射率研究結(jié)果。利用反射式發(fā)射率測量裝置對黃銅和紫銅在300K至1123K之間波長1.55μm處的光譜發(fā)射率進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,探討了溫度、氧化、加熱時間等因素對兩種銅樣品光譜發(fā)射率的影響。實驗結(jié)果表明:黃銅和紫銅的光譜發(fā)射率均隨溫度的升高而增大,并且分別出現(xiàn)了峰值和谷值。通過分析有氧化膜時金屬的反射模型,得到了金屬氧化膜厚度的計算公式,利用得到的公式估算了紫銅出現(xiàn)峰值和谷值時的氧化膜厚度。由恒溫長時間測量結(jié)果可以看出:光譜發(fā)射率隨加熱時間出現(xiàn)小幅增大,較高溫度處的發(fā)射率數(shù)值始終大于較低溫度處的發(fā)射率數(shù)值。
【關(guān)鍵詞】：光譜發(fā)射率 單色儀 溫度 表面氧化 干涉效應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：河南師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH74
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 研究背景與意義11-12
• 1.2 發(fā)射率測量技術(shù)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 量熱法13
• 1.2.2 反射法13-14
• 1.2.3 能量對比法14
• 1.2.4 多波長法14
• 1.3 發(fā)射率測量存在問題分析14-15
• 1.4 研究內(nèi)容15-17
• 第二章 能量對比法發(fā)射率測量技術(shù)基礎(chǔ)理論17-25
• 2.1 熱輻射基本理論17-22
• 2.1.1 黑體輻射基本定律17-20
• 2.1.2 發(fā)射率的各種形式及其定義20-22
• 2.2 能量對比法發(fā)射率測量技術(shù)原理22-24
• 2.3 本章小結(jié)24-25
• 第三章 基于光柵單色儀光譜發(fā)射率測量裝置25-35
• 3.1 裝置基本測量原理25
• 3.2 測量裝置整體介紹25-32
• 3.2.1 平板加熱爐及溫控裝置26-28
• 3.2.2 黑體爐28-29
• 3.2.3 光柵單色儀29-30
• 3.2.4 鎖相放大器及斬波器30-31
• 3.2.5 離軸拋物面反射鏡及電動旋轉(zhuǎn)臺31-32
• 3.3 光譜發(fā)射率測量裝置性能測試32-34
• 3.3.1 純鈦TA2光譜發(fā)射率測試32-33
• 3.3.2 測量不確定度評定33-34
• 3.4 本章小結(jié)34-35
• 第四章 純鋁及鋁合金光譜發(fā)射率研究35-49
• 4.1 引言35-36
• 4.2 純鋁光譜發(fā)射率研究36-44
• 4.2.1 樣品制備36-37
• 4.2.2 氬氣保護(hù)下純鋁的光譜發(fā)射率37-39
• 4.2.3 純鋁在不同溫度下氧化 4h后的光譜發(fā)射率39-40
• 4.2.4 純鋁在 873K不同氧化時間的光譜發(fā)射率40-44
• 4.3 鋁合金Al5052波長 1.55μm處光譜發(fā)射率研究44-48
• 4.3.1 樣品制備45-46
• 4.3.2 Al5052光譜發(fā)射率與溫度之間的關(guān)系46-47
• 4.3.3 Al5052光譜發(fā)射率與加熱時間之間的關(guān)系47-48
• 4.4 本章小結(jié)48-49
• 第五章 銅光譜發(fā)射率研究49-57
• 5.1 引言49-50
• 5.2 銅波長 1.55μm處光譜發(fā)射率研究50-55
• 5.2.1 樣品處理50
• 5.2.2 溫度對銅光譜發(fā)射率的影響50-52
• 5.2.3 氧化膜厚度對光譜發(fā)射率的影響52-54
• 5.2.4 加熱時間對光譜發(fā)射率的影響54-55
• 5.3 本章小結(jié)55-57
• 第六章 總結(jié)與展望57-59
• 6.1 主要研究內(nèi)容及結(jié)果57
• 6.2 展望57-59
• 參考文獻(xiàn)59-63
• 致謝63-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄65-66

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陸廣振;;光譜范圍為170—220nm 的高反板[J];儀器制造;1981年03期

2 楊應(yīng)槐;;紅外成象系統(tǒng)光譜范圍的選擇[J];戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈技術(shù);1987年02期

3 李在清;光譜透射比基標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展概況[J];現(xiàn)代計量測試;1998年01期

4 王新北;蕭鵬;戴景民;;基于傅里葉紅外光譜儀的光譜發(fā)射率測量裝置的研制[J];紅外與毫米波學(xué)報;2007年02期

5 蔡兆勛;;便攜式定量分析器[J];上海金屬.有色分冊;1992年05期

6 ;寬光譜范圍干涉檢驗術(shù)[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;1997年10期

7 黃加友;;雙色輻射計[J];航空兵器;1980年03期

8 汪正權(quán);李樹山;王江安;胡春枝;呂源淑;魏兵;;光譜功率儀的研制[J];海軍工程學(xué)院學(xué)報;1992年02期

9 劉毅;蔡兆男;楊東旭;段民征;呂達(dá)仁;;中國二氧化碳科學(xué)實驗衛(wèi)星高光譜探測儀光譜指標(biāo)影響分析及優(yōu)化方案[J];科學(xué)通報;2013年27期

10 楊利,楊碩,許又文,吳寶寧;瞬態(tài)光譜測試儀在煙火方面的應(yīng)用[J];應(yīng)用光學(xué);1999年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 朱福榮;黃偉慶;;1μm-1．65μm光譜范圍濾光片的研制[A];中國光學(xué)學(xué)會2006年學(xué)術(shù)大會論文摘要集[C];2006年

2 張鵬斌;蘇云;鄭國憲;;一種用于行星大氣光譜探測的新型空間外差光譜儀[A];中國空間科學(xué)學(xué)會空間探測專業(yè)委員會第二十六屆全國空間探測學(xué)術(shù)研討會會議論文集[C];2013年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 萬磊;固態(tài)氫基質(zhì)隔離分子高分辨光譜裝置和部分應(yīng)用[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

2 王新北;基于傅立葉紅外光譜儀的材料光譜發(fā)射率測量技術(shù)的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

3 熊嬋;基于多維多模式超光譜系統(tǒng)的復(fù)雜混合溶液成分分析[D];天津大學(xué);2012年

4 馬振鶴;光譜光學(xué)相干層析成像理論與實驗研究[D];天津大學(xué);2007年

5 方宇;高/超光譜遙感數(shù)據(jù)降維算法研究[D];華中科技大學(xué);2014年

6 洪新華;衍/折射光學(xué)系統(tǒng)消二級光譜的研究[D];中國科學(xué)院研究生院（西安光學(xué)精密機械研究所）;2005年

7 吳雪梅;結(jié)合信號處理技術(shù)的近紅外光譜分析新方法研究[D];西北大學(xué);2014年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 柳文娟;新型高分辨率激光光譜技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2015年

2 張凱華;基于光柵單色儀的光譜發(fā)射率測量裝置[D];河南師范大學(xué);2015年

3 羅天舒;上皮組織層結(jié)構(gòu)的非線性光譜分辨成像技術(shù)研究[D];福建師范大學(xué);2008年

4 陸運章;用于礦石成分分析的激光誘導(dǎo)擊穿光譜定量化測量技術(shù)研究[D];北京交通大學(xué);2009年

5 張琴;太陽能涂層光譜發(fā)射率測量儀的研制[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

6 王聰;便攜式分光光譜測色系統(tǒng)的研究[D];中國計量學(xué)院;2013年

7 劉宇龍;微型光譜采集系統(tǒng)設(shè)計[D];長春理工大學(xué);2014年

8 譚彬;土壤光譜重建技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2009年

9 譚力;基于快速掃描的光譜測量技術(shù)研究及其應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2004年

10 王卜平;基于FT-IR的材料光譜發(fā)射率測量的標(biāo)準(zhǔn)裝置研究[D];華北電力大學(xué);2013年

，

本文編號：1087453