發(fā)布時間：2022-10-29 19:41

　　溫度是目前測量需求最廣泛的參數(shù)之一,在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中,溫度測量約占各種監(jiān)測參數(shù)總量的50%。按照測量對象可分為介質(zhì)內(nèi)部溫度測量和表面溫度測量,其中表面溫度測量在大于400℃以非接觸式輻射測溫方法為主。表面溫度測量在航天、材料、能源、冶金等領域有著廣泛應用。隨著工業(yè)技術水平的不斷提高,對表面溫度測量的準確性要求越來越高。以鋼鐵生產(chǎn)為例,作為電機、發(fā)電機和變壓器心臟的取向硅鋼,曾被譽為“鋼鐵產(chǎn)品中的工藝品”,其退火溫度范圍為830℃±5℃,超出該溫度范圍,會導致磁性能下降,使電機的效率下降;用于汽車輕量化結(jié)構(gòu)件的高強TRIP鋼的退火溫度范圍為670±5℃,超出該范圍會導致強度和延伸率達不到要求,致使鋼板容易開裂。然而,目前表面溫度測量誤差過大（約為6～30℃）,不能滿足高性能技術產(chǎn)品生產(chǎn)的工藝要求。表面溫度測量誤差大的根本原因是發(fā)射率不能準確確定,即輻射溫度計測量所需要設定的參數(shù)——發(fā)射率,受材料、表面粗糙度、氧化程度等眾多因素影響不能準確確定,造成了表面溫度測量誤差,這一直是制約輻射溫度測量技術發(fā)展的難題。由于不能滿足日益增長的工業(yè)生產(chǎn)需求,表面溫度測量不準確問題越來越受到國際權威計... 

【文章頁數(shù)】：127 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 引言
    1.1 研究背景及意義
    1.2 表面溫度測量不準確的原因分析
        1.2.1 國際溫標ITS-90關于表面溫度量值的缺失分析
        1.2.2 發(fā)射率影響因素復雜而不能離線設置
    1.3 表面溫度測量方法研究現(xiàn)狀
        1.3.1 比色測溫技術
        1.3.2 多波長測溫技術
        1.3.3 前置反射式輻射測溫技術
        1.3.4 表面溫度測量的最新技術介紹
    1.4 主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點
        1.4.1 研究內(nèi)容
        1.4.2 創(chuàng)新點
第2章 基于第二類黑體的表面溫度測量方法研究
    2.1 第二類黑體概念及模型介紹
    2.2 第二類黑體輻射特性的研究
        2.2.1 對焦球面反射器輻射特性的研究
        2.2.2 非對焦球鏡反射器輻射特性的研究
    2.3 第二類黑體比色測溫方法的研究
    2.4 黑體轉(zhuǎn)換式表而溫度和發(fā)射率關聯(lián)測量方法的研究
        2.4.1 研究思路一: 采用黑體轉(zhuǎn)換器的測量方法實現(xiàn)表面溫度和發(fā)射率的同時測量
        2.4.2 研究思路二:采用雙波長測量方法消除反射器的不確定項
    2.5 第二類黑體對表面溫度場干擾的研究
        2.5.1 表面溫升解析表達式的推導
        2.5.2 黑體轉(zhuǎn)換器導致的表面溫升表達式
        2.5.3 無黑體轉(zhuǎn)換器導致的表面溫升表達式
        2.5.4 表面溫升的影響因素分析
    2.6 本章小結(jié)
第3章 基于第二類黑體的表面溫度測量儀器研制
    3.1 測量儀器的總體設計需求
    3.2 測量儀器的各部分設計方案
        3.2.1 黑體轉(zhuǎn)換器和反射器的設計
        3.2.2 光路組件的設計
        3.2.3 運動組件的設計
        3.2.4 信號處理部件的設計
        3.2.5 儀器整體結(jié)構(gòu)設計
    3.3 測量儀器的標定
    3.4 本章小結(jié)
第4章 基于蒙特卡洛方法的表面溫度測量不確定度評估
    4.1 基于蒙特卡洛法的測量不確定度評估方法介紹
    4.2 表面溫度測量不確定度的來源分析
    4.3 測量不確定度的評估結(jié)果
    4.4 本章小結(jié)
第5章 表面溫度測量實驗裝置的研制及實驗研究
    5.1 測量實驗裝置的研制
    5.2 表面溫度測量準確性驗證實驗
    5.3 各種材料的表面溫度和發(fā)射率測量實驗
    5.4 表面溫度準確性驗證方法不確定度的評估
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀博士期間的主要工作
作者簡介


【參考文獻】：
期刊論文
[1]材料光譜發(fā)射率測量技術研究進展[J]. 張術坤,蔡靜,楊永軍.  工業(yè)計量. 2013(06)
[2]光譜發(fā)射率測量標準參考材料研究進展[J]. 于坤,劉玉芳,趙躍進.  光譜學與光譜分析. 2012(11)
[3]輻射測溫在鋼鐵工業(yè)中的應用及發(fā)射率對測量的影響[J]. 薛生虎,李文軍,李芳紅,田亞農(nóng).  計量學報. 2010 (05)
[4]溫度測量技術發(fā)展與應用專題(二) 溫度量值溯源體系現(xiàn)狀和發(fā)展[J]. 楊永軍.  計測技術. 2009(05)
[5]前置反射式發(fā)射率在線測量裝置的研制[J]. 宋揚,王宗偉,戴景民.  哈爾濱理工大學學報. 2009(03)
[6]材料光譜發(fā)射率精密測量裝置[J]. 原遵東,張俊祺,趙軍,梁宇,段宇寧.  儀器儀表學報. 2008(08)
[7]基于傳熱原理的熱電偶測溫誤差模型及應用[J]. 徐順生,時章明,楊剛,王達科.  傳感器與微系統(tǒng). 2006(05)
[8]輻射測溫的發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]. 戴景民.  自動化技術與應用. 2004(03)
[9]溫度計量技術進展近況[J]. 張繼培.  上海計量測試. 2002(01)
[10]復現(xiàn)銀凝固點以上國際溫標（ITS-90）[J]. 原遵東,段宇寧,王鐵軍,吳繼,劉可心,趙琪.  現(xiàn)代計量測試. 2001(02)

博士論文
[1]光譜發(fā)射率在線測量技術研究[D]. 宋揚.哈爾濱工業(yè)大學 2009
[2]多光譜輻射測溫技術研究[D]. 戴景民.哈爾濱工業(yè)大學 1995



本文編號：3698302