太阳辐照度绝对辐射计吸收腔结构优化

作     者：高鑫 王凯 方伟 GAO Xin;WANG Kai;FANG Wei

作者机构：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 

出 版 物：《光学精密工程》 (Optics and Precision Engineering)

年 卷 期：2018年第26卷第3期

页      面：624-631页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070601[理学-气象学] 0706[理学-大气科学] 

基　　金：国家863高技术研究发展计划资助项目(No.2015AA123703) 国家自然科学基金资助项目(No.41227003) 

主　　题：太阳辐照度绝对辐射计 传热链 有限元方法 吸收腔最优结构参数 

摘      要：为了获得太阳辐照度绝对辐射计中吸收腔的最优结构参数,需要对结构中吸收腔-热连接-热沉构成的传热链进行热分析。基于Ansys软件的有限元方法,给出了上述传热链的仿真模型,并计算得到了仿真结构的温度响应曲线;通过改变吸收腔的结构参数(尺寸、材料等),探究了不同参数下传热状态的变化及其原因;通过分析仿真结果确定了吸收腔最优结构参数。仿真结果表明:在环境温度为常温(298K)、加热功率为50mW的情况下,吸收腔最优结构参数为壁厚0.07mm/锥顶角30°/帽檐宽度2.2mm/银质,此时辐射计的时间常数为11.501s、响应度为1.391K;同等条件下进行实验,测得时间常数为11.487s,响应度为1.397K,与仿真结果相比,误差分别为0.12%和0.43%。仿真结果基本符合理论推导,所得数据具有足够的可靠性,证明该模型可以指导绝对辐射计优化设计,提高其工作性能。