本文關(guān)鍵詞：基于光纖光譜儀的固體表面發(fā)射率測量系統(tǒng)的開發(fā)

  更多相關(guān)文章： 光譜發(fā)射率 光纖光譜儀 輻射高溫計(jì) 測量

【摘要】：發(fā)射率是描述物體熱輻射特性的重要參數(shù),在航天、航空、國防、科學(xué)研究及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域中具有重要研究意義和應(yīng)用價值。在輻射測溫技術(shù)中,發(fā)射率是現(xiàn)有測溫方法中獲得目標(biāo)溫度而必須先知的唯一參數(shù),也是影響目前輻射測溫技術(shù)廣范應(yīng)用的瓶頸技術(shù)。材料發(fā)射率不僅取決于材料的組成成分和材料的表面狀態(tài)(粗糙度、氧化等),還與材料的溫度、考察的波長及觀察的方向等因素有關(guān)。它不是物質(zhì)的本征特性,隨外界條件變化,不易測得。本文在前人已有的工作基礎(chǔ)上,自主研發(fā)了基于光纖光譜儀的固體表面發(fā)射率測量系統(tǒng),主要用于測量高溫條件下的固體表面發(fā)射率。本文主要完成了以下幾方面的工作:1、驗(yàn)證將光纖光譜儀應(yīng)用于發(fā)射率測量的可行性。首次將光纖光譜儀應(yīng)用于發(fā)射率測量系統(tǒng)當(dāng)中,通過對開發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,所得數(shù)據(jù)真實(shí)準(zhǔn)確。證明將光纖光譜儀應(yīng)用于發(fā)射率測量是可行且成功的。2、將所開發(fā)系統(tǒng)應(yīng)用于高溫測量,更適用于實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中�，F(xiàn)有的參考發(fā)射率及大部分近似功能的設(shè)備均是針對低溫發(fā)射率,對于高溫工業(yè)生產(chǎn)并不能起到指導(dǎo)意義。本文自主設(shè)計(jì)加熱爐,性能優(yōu)于大部分加熱爐,可加熱至1400℃,且溫控穩(wěn)定,精度高。3、提高系統(tǒng)實(shí)用性,安全性,控制成本,以方便進(jìn)一步推廣量產(chǎn),投放市場。現(xiàn)有近似功能的設(shè)備均是個別實(shí)驗(yàn)室用于科研工作自主開發(fā)的,本文開發(fā)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)實(shí)用,安全性高,可適用于惡劣環(huán)境,將其用于各生產(chǎn)企業(yè)的高溫工業(yè)生產(chǎn)中具有重大意義。4、控制系統(tǒng)誤差,整體誤差僅為2.33%。相比大部分近似功能設(shè)備(誤差5%),本文系統(tǒng)精度高。相比個別實(shí)驗(yàn)室研制的高精密設(shè)備(誤差1%~2%),價格昂貴,系統(tǒng)復(fù)雜,不適用于惡劣條件,本文系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性具有巨大優(yōu)勢。5、對開發(fā)的發(fā)射率測量系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場測試實(shí)驗(yàn)。通過測量不銹鋼、已氧化不銹鋼和石墨三種材料發(fā)射率,得到的數(shù)據(jù)合理準(zhǔn)確,證明開發(fā)的系統(tǒng)是可推廣的優(yōu)秀產(chǎn)品。
【關(guān)鍵詞】：光譜發(fā)射率 光纖光譜儀 輻射高溫計(jì) 測量
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH744.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-25
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 發(fā)射率測量技術(shù)研究現(xiàn)狀12-23
• 1.2.1 固體表面發(fā)射率分類12-14
• 1.2.2 固體表面發(fā)射率測試方法14-23
• 1.3 本文的研究內(nèi)容23-25
• 第二章 固體表面發(fā)射率測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)25-55
• 2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體思路25-27
• 2.2 加熱系統(tǒng)27-34
• 2.2.1 加熱元件設(shè)計(jì)28-30
• 2.2.2 控溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)30-32
• 2.2.3 真空系統(tǒng)設(shè)計(jì)32-33
• 2.2.4 輔助設(shè)計(jì)33-34
• 2.3 黑體爐系統(tǒng)34-37
• 2.3.1 黑體爐選型34-36
• 2.3.2 黑體爐改造36-37
• 2.4 光路系統(tǒng)37-40
• 2.4.1 連通設(shè)計(jì)37
• 2.4.2 聚光設(shè)計(jì)37-38
• 2.4.3 減少損失38-40
• 2.5 真空系統(tǒng)40-44
• 2.6 水冷系統(tǒng)44-46
• 2.7 控制系統(tǒng)46-47
• 2.8 測量系統(tǒng)47-53
• 2.8.1 光纖光譜儀48-50
• 2.8.2 高溫輻射溫度計(jì)50-53
• 2.9 本章小結(jié)53-55
• 第三章 固體表面發(fā)射率測量系統(tǒng)測試實(shí)驗(yàn)55-66
• 3.1 分析方法55-57
• 3.2 測試實(shí)驗(yàn)57-58
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)樣品57-58
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)條件58
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟58
• 3.3 光纖光譜儀測量結(jié)果分析58-61
• 3.3.1 不銹鋼數(shù)據(jù)分析59-60
• 3.3.2 已氧化不銹鋼數(shù)據(jù)分析60-61
• 3.3.3 石墨數(shù)據(jù)分析61
• 3.4 高溫輻射溫度計(jì)測量結(jié)果分析61-65
• 3.4.1 不銹鋼數(shù)據(jù)分析62-63
• 3.4.2 已氧化不銹鋼數(shù)據(jù)分析63-64
• 3.4.3 石墨數(shù)據(jù)分析64-65
• 3.5 本章小結(jié)65-66
• 第四章 固體表面發(fā)射率測量系統(tǒng)誤差分析66-77
• 4.1 加熱系統(tǒng)誤差分析66-67
• 4.2 黑體爐系統(tǒng)誤差分析67-72
• 4.2.1 黑體爐發(fā)射率計(jì)算67-72
• 4.3 光纖光譜儀誤差分析72-75
• 4.3.1 光纖光譜儀分辨率誤差分析72-73
• 4.3.2 能量傳遞誤差分析73-75
• 4.4 系統(tǒng)綜合誤差分析75
• 4.5 本章小結(jié)75-77
• 第五章 總結(jié)和展望77-79
• 5.1 全文總結(jié)77-78
• 5.2 進(jìn)一步工作展望78-79
• 參考文獻(xiàn)79-84
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果84-85
• 致謝85-86
• 附件86

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本文編號：528001