激光吸收法輻射真溫測(cè)量技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-06-02 21:27
輻射測(cè)溫技術(shù)在理論上具有無(wú)測(cè)溫上限,響應(yīng)速度快等諸多優(yōu)勢(shì),在科研生產(chǎn)中,輻射測(cè)溫技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。但傳統(tǒng)輻射測(cè)溫技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)受到目標(biāo)發(fā)射率變化、周圍環(huán)境輻射以及光路中氣體介質(zhì)吸收等問(wèn)題的影響。導(dǎo)致輻射測(cè)溫儀器實(shí)際測(cè)得的溫度偏離真實(shí)溫度,這就對(duì)輻射測(cè)溫技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)生了很大限制。激光吸收法輻射測(cè)溫技術(shù)(Laser absorption radiation thermometry,LART)作為一種測(cè)溫新理論,最早在上世紀(jì)60年代在德國(guó)PTB進(jìn)行了研究。之后又作為歐洲的聯(lián)合項(xiàng)目在法國(guó)國(guó)家科學(xué)院和英國(guó)NPL等研究機(jī)構(gòu)得到進(jìn)一步發(fā)展,目的是解決科研生產(chǎn)中遇到的真實(shí)溫度測(cè)量問(wèn)題。之后,NPL將此方法進(jìn)行拓展,應(yīng)用于測(cè)量熱物性參數(shù),例如熱擴(kuò)散率、導(dǎo)熱系數(shù)、光譜發(fā)射率等。激光吸收法輻射測(cè)溫技術(shù)在輻射測(cè)溫領(lǐng)域突破了不破壞溫場(chǎng)是輻射測(cè)溫優(yōu)勢(shì)的傳統(tǒng)思想,通過(guò)外加激光的方法測(cè)得目標(biāo)表面快速的溫升響應(yīng),理論上可以完全消除發(fā)射率以及環(huán)境輻射等因素的影響,具有十分廣闊的應(yīng)用前景。在本論文的研究過(guò)程中,圍繞激光吸收法輻射測(cè)溫技術(shù)進(jìn)行以下幾方面工作:首先,對(duì)輻射測(cè)溫技術(shù)進(jìn)行了回顧,對(duì)輻射測(cè)溫當(dāng)中遇到的主要問(wèn)題...
【文章來(lái)源】:中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院北京市
【文章頁(yè)數(shù)】:60 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題背景及課題研究的目的與意義
1.2 經(jīng)典輻射測(cè)溫技術(shù)及其存在的主要問(wèn)題
1.3 減小發(fā)射率影響的主要方法
1.4 激光吸收法輻射測(cè)溫技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.4.1 德國(guó)PTB的研究方法[4]
1.4.2 法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究院的研究方法[5,6]
1.4.3 英國(guó)NPL的研究方法[7-9]
1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容及工作安排
2 激光吸收法輻射測(cè)溫技術(shù)理論研究
2.1 熱輻射基本定律
2.1.1 普朗克定律
2.1.2 維恩位移定律
2.1.3 基爾霍夫定律
2.2 連續(xù)激光模式測(cè)溫原理
2.3 周期激光模式測(cè)溫原理
2.3.1 單激光模式測(cè)溫原理
2.3.2 雙激光模式測(cè)溫原理
2.4 本章小結(jié)
3 激光吸收法輻射測(cè)溫技術(shù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.2 鎖相放大器
3.3 激光器
3.4 光電探測(cè)器
3.5 斬波器
3.6 其它光路元件
3.7 樣品設(shè)計(jì)
3.8 本章小結(jié)
4 數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.1 LabVIEW和虛擬儀器簡(jiǎn)介
4.2 數(shù)據(jù)采集處理程序設(shè)計(jì)流程
4.3 數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì)
4.4 鎖相放大器程序設(shè)計(jì)
4.5 本章小結(jié)
5 仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
5.1 連續(xù)激光照射下探測(cè)器信號(hào)與仿真模型結(jié)果對(duì)比
5.2 周期激光照射下探測(cè)器信號(hào)輸出
5.3 探測(cè)器信號(hào)與各主要參量的關(guān)系
5.4 系數(shù)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
5.5 測(cè)溫實(shí)驗(yàn)
5.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
5.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士(碩士)學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于LabVIEW的鎖相放大器的設(shè)計(jì)與測(cè)量[J]. 王力,施蕓城,楊忠杰,楊旭方,苗曉莉. 物理實(shí)驗(yàn). 2015(09)
[2]高速氣流作用下激光加熱金屬平板數(shù)值模擬[J]. 張黎,李牧,譚福利,張永強(qiáng),賀佳,趙劍衡. 強(qiáng)激光與粒子束. 2015(06)
[3]基于LabVIEW的數(shù)字相敏檢波器實(shí)現(xiàn)[J]. 張家田,周超,嚴(yán)正國(guó). 現(xiàn)代電子技術(shù). 2012(16)
[4]連續(xù)激光輻照半導(dǎo)體材料的溫度場(chǎng)[J]. 趙鳳艷,張季,汪超. 長(zhǎng)春大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(12)
[5]輻射測(cè)溫技術(shù)綜述[J]. 王文革. 宇航計(jì)測(cè)技術(shù). 2005(04)
[6]一種利用激光并采用熱電器件實(shí)現(xiàn)的實(shí)時(shí)測(cè)溫系統(tǒng)[J]. 施德恒,黃國(guó)慶,劉玉芳,陳玉科,李繼芳. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2004(03)
[7]輻射測(cè)溫的發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]. 戴景民. 自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用. 2004(03)
[8]溫度計(jì)量技術(shù)進(jìn)展近況[J]. 張繼培. 上海計(jì)量測(cè)試. 2002(01)
[9]輻射測(cè)溫中環(huán)境輻射的影響[J]. 俞倫鵬,彭瑞欣. 宇航計(jì)測(cè)技術(shù). 2001(02)
[10]利用激光并采用熱釋電探測(cè)器的實(shí)時(shí)測(cè)溫系統(tǒng)的最優(yōu)設(shè)計(jì)[J]. 施德恒,許啟富,劉玉芳. 光學(xué)技術(shù). 2001(02)
博士論文
[1]基于光譜識(shí)別的多光譜測(cè)溫技術(shù)研究[D]. 張磊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
碩士論文
[1]光譜發(fā)射率測(cè)量的樣品加熱新方法[D]. 李星.華北電力大學(xué) 2012
[2]基于比色原理的高溫測(cè)量系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 張培坤.中國(guó)科學(xué)院研究生院(西安光學(xué)精密機(jī)械研究所) 2011
[3]噴管羽流溫度場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)的研制[D]. 潘衛(wèi)東.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
本文編號(hào):3210781
【文章來(lái)源】:中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院北京市
【文章頁(yè)數(shù)】:60 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題背景及課題研究的目的與意義
1.2 經(jīng)典輻射測(cè)溫技術(shù)及其存在的主要問(wèn)題
1.3 減小發(fā)射率影響的主要方法
1.4 激光吸收法輻射測(cè)溫技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.4.1 德國(guó)PTB的研究方法[4]
1.4.2 法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究院的研究方法[5,6]
1.4.3 英國(guó)NPL的研究方法[7-9]
1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容及工作安排
2 激光吸收法輻射測(cè)溫技術(shù)理論研究
2.1 熱輻射基本定律
2.1.1 普朗克定律
2.1.2 維恩位移定律
2.1.3 基爾霍夫定律
2.2 連續(xù)激光模式測(cè)溫原理
2.3 周期激光模式測(cè)溫原理
2.3.1 單激光模式測(cè)溫原理
2.3.2 雙激光模式測(cè)溫原理
2.4 本章小結(jié)
3 激光吸收法輻射測(cè)溫技術(shù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.2 鎖相放大器
3.3 激光器
3.4 光電探測(cè)器
3.5 斬波器
3.6 其它光路元件
3.7 樣品設(shè)計(jì)
3.8 本章小結(jié)
4 數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.1 LabVIEW和虛擬儀器簡(jiǎn)介
4.2 數(shù)據(jù)采集處理程序設(shè)計(jì)流程
4.3 數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì)
4.4 鎖相放大器程序設(shè)計(jì)
4.5 本章小結(jié)
5 仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
5.1 連續(xù)激光照射下探測(cè)器信號(hào)與仿真模型結(jié)果對(duì)比
5.2 周期激光照射下探測(cè)器信號(hào)輸出
5.3 探測(cè)器信號(hào)與各主要參量的關(guān)系
5.4 系數(shù)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
5.5 測(cè)溫實(shí)驗(yàn)
5.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
5.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士(碩士)學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于LabVIEW的鎖相放大器的設(shè)計(jì)與測(cè)量[J]. 王力,施蕓城,楊忠杰,楊旭方,苗曉莉. 物理實(shí)驗(yàn). 2015(09)
[2]高速氣流作用下激光加熱金屬平板數(shù)值模擬[J]. 張黎,李牧,譚福利,張永強(qiáng),賀佳,趙劍衡. 強(qiáng)激光與粒子束. 2015(06)
[3]基于LabVIEW的數(shù)字相敏檢波器實(shí)現(xiàn)[J]. 張家田,周超,嚴(yán)正國(guó). 現(xiàn)代電子技術(shù). 2012(16)
[4]連續(xù)激光輻照半導(dǎo)體材料的溫度場(chǎng)[J]. 趙鳳艷,張季,汪超. 長(zhǎng)春大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(12)
[5]輻射測(cè)溫技術(shù)綜述[J]. 王文革. 宇航計(jì)測(cè)技術(shù). 2005(04)
[6]一種利用激光并采用熱電器件實(shí)現(xiàn)的實(shí)時(shí)測(cè)溫系統(tǒng)[J]. 施德恒,黃國(guó)慶,劉玉芳,陳玉科,李繼芳. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2004(03)
[7]輻射測(cè)溫的發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]. 戴景民. 自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用. 2004(03)
[8]溫度計(jì)量技術(shù)進(jìn)展近況[J]. 張繼培. 上海計(jì)量測(cè)試. 2002(01)
[9]輻射測(cè)溫中環(huán)境輻射的影響[J]. 俞倫鵬,彭瑞欣. 宇航計(jì)測(cè)技術(shù). 2001(02)
[10]利用激光并采用熱釋電探測(cè)器的實(shí)時(shí)測(cè)溫系統(tǒng)的最優(yōu)設(shè)計(jì)[J]. 施德恒,許啟富,劉玉芳. 光學(xué)技術(shù). 2001(02)
博士論文
[1]基于光譜識(shí)別的多光譜測(cè)溫技術(shù)研究[D]. 張磊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
碩士論文
[1]光譜發(fā)射率測(cè)量的樣品加熱新方法[D]. 李星.華北電力大學(xué) 2012
[2]基于比色原理的高溫測(cè)量系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 張培坤.中國(guó)科學(xué)院研究生院(西安光學(xué)精密機(jī)械研究所) 2011
[3]噴管羽流溫度場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)的研制[D]. 潘衛(wèi)東.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
本文編號(hào):3210781
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