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熔体光谱辐射率装置建立和测量研究

熔体光谱辐射率装置建立和测量研究

作者：方会双中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所)

学位级别：硕士

熔体光谱辐射率有着广阔的应用背景,不仅对熔体真温测量、换热分析、制备工艺优化有着重要的意义,而且能够给出熔体结构分析的有用信息,促进对熔体学科的认识和发展。我国载人航天“空间站”“无容器材料实验柜”已规划熔体光谱辐射率... 详细信息

熔体光谱辐射率有着广阔的应用背景,不仅对熔体真温测量、换热分析、制备工艺优化有着重要的意义,而且能够给出熔体结构分析的有用信息,促进对熔体学科的认识和发展。我国载人航天“空间站”“无容器材料实验柜”已规划熔体光谱辐射率的测量功能。本文基于辐射率定义即材料光谱辐射强度与同一温度下标准黑体辐射强度的比值,采用在相同光路条件,相同温度下分别测量熔体和黑体光谱辐射强度方法,然后求取二者比值,进而得到熔体材料光谱辐射率。基于此原理建立了熔体光谱辐射率的测量装置,包括样品加热炉,黑体炉,光路系统以及辐射能测量系统。样品加热炉装置采用红外线灯管这种非传统加热方式进行加热,该方法中将红外线加热灯管与样品分别放置在椭圆形反射罩焦点处,椭圆形布置利用焦点会聚特点使红外线灯管热量集中照射样品。采用三只灯管布置在样品周围,呈等边三角形状,三只灯管使样品表面全面受热。红外线穿透样品加热,加热效率可提高几倍以上;另一方面,灯管加热比激光加热成本低,节省空间,无二次污染。通过对辐射测量系统线性度的测试,拟合残差分布,得到最大非线性误差为0.4039%,符合系统的线性度要求。对固体镍材料辐射率在2.5μm5μm波长范围测量并分析其随温度和波长的变化规律。在2.5μm1μm,其光谱辐射率随着波长增加呈下降趋势,11μm6μm以后逐渐平缓;在305℃000℃,随着温度升高光谱辐射率呈现上升趋势。与文献测量结果符合较好,对结果不确定度分析,最大不确定度为5%,验证了装置可靠性和准确性。采用搭建装置和气悬浮装置分别测量了金属Sn熔体,金属氧化物MgO、AlO熔体的光谱辐射率。结果表明金属Sn熔体的光谱辐射率随着波长的增加而上升,随着温度升高其值也增大。对MgO熔体光谱辐射率在波长350nm200nm的变化规律分析发现,MgO熔体光谱辐射率在350nm80nm随波长增加而呈下降趋势,在980nm200nm随波长的增加呈抛物线状,其先上升到最大而后降低。在2600℃,2700℃,2800℃三个温度点下随温度的变化规律为在35080nm随温度上升而下降,在980nm200nm随温度变化呈现波动情况,2700℃下光谱辐射率达到最大。AlO熔体的辐射率随波长变化规律同MgO随波长变化规律相同,在350nm80nm随波长增加而下降,在980nm200nm随波长变化呈抛物线形状,先上升到极点而后又下降。其在2400℃,2500℃,2600℃,2700℃,2800℃五个温度点下随温度变化规律为在350nm80nm随温度上升呈现下降趋势;在980nm200nm波长范围内,2700℃下光谱辐射率最大。本文建立了金属熔体的光谱辐射率测量装置,通过该装置和气悬浮装置分别测量了金属Sn熔体和金属氧化物MgO、AlO熔体的光谱辐射率。目前,对熔体光谱辐射测量数据尚少,本文中对熔体光谱辐射率的测量研究可以为空间“无容器”熔体光谱辐射率奠定基础。

关键词：光谱辐射率测量装置气悬浮金属熔体金属氧化物熔体

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可见-近红外积分球绝对光谱辐射率定标

红外研究(A辑) 1985年第2期 153-153页

作者：叶家福中国科学院上海技术物理研究所

本文介绍了一种适用于可见-近红外的遥感仪定标用的广角均匀面源,该定标源出射窗面积大,具有足够强的漫射能量,足够好的空间均匀性和窗区辐射稳定性,操作方便。如果经过绝对光谱辐射率定标,对于红外系统空间分辨率的测试、红外系统NEP... 详细信息

本文介绍了一种适用于可见-近红外的遥感仪定标用的广角均匀面源,该定标源出射窗面积大,具有足够强的漫射能量,足够好的空间均匀性和窗区辐射稳定性,操作方便。如果经过绝对光谱辐射率定标,对于红外系统空间分辨率的测试、红外系统NEP的定标,可见-近红外多光谱扫描仪各通道调试乃至各通道绝对增益的确定将具有一定的实用价值。该定标源由直径为Φ1500mm的积分球、WLZ 10A1000W精密稳流源与电子控制箱组成。积分球出射窗是面积为400mm直径的园面,由于挡屏及球壁的作用,产生局部积分效应,在出射窗处形成一个窗区辐射均匀性约为±1%的均匀漫射面源。

关键词：积分球光谱辐射率定标源光度球定标决标出射窗近红外

利用光谱辐射率与方向关系的比辐射率修正辐射测温法

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红外 1998年第11期 42-42页

作者：江涛

这项研究是由日本东洋大学的井内辙等人进行的。在辐射测温法中,比辐射率的变化是引起测温误差的主要问题之一。这项研究是以金属为对象,利用辐射率与角度的关系,求出被测物体的比辐射率。是一种基于新原理、能获得真实温度的辐射测温法。

关键词：辐射测温比辐射率光谱辐射率

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辐射光谱法电站锅炉燃烧检测诊断研究

工程热物理学报 2015年第9期36卷 2055-2059页

作者：刘家汛杨斌蔡小舒上海理工大学能源与动力工程学院上海200093

准确有效地监测燃煤电站锅炉炉内火焰,对锅炉和电厂的高效安全运行具有十分重要的意义。本文基于光谱法测量火焰温度和辐射率研究的基础上,研制了火检探针,在一台300 MW煤粉锅炉上开展了试验研究,测量了锅炉不同位置燃烧器煤粉火焰的辐... 详细信息

准确有效地监测燃煤电站锅炉炉内火焰,对锅炉和电厂的高效安全运行具有十分重要的意义。本文基于光谱法测量火焰温度和辐射率研究的基础上,研制了火检探针,在一台300 MW煤粉锅炉上开展了试验研究,测量了锅炉不同位置燃烧器煤粉火焰的辐射光谱,得到在不同负荷下的温度、辐射率,给出了测量结果,并对结果进行了深入的分析.

关键词：火焰检测高温测量光谱辐射率燃烧诊断煤粉锅炉

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高效红外辐射陶瓷材料的研究与应用

地球科学 1997年第3期 99+104-99+104页

作者：饶瑞孙国才邢作云

高效红外辐射陶瓷材料的研究与应用饶瑞孙国才邢作云（材料系，武汉４３００７４）红外辐射陶瓷材料是随着红外辐射技术的发展应运而生的新型材料．近年来，国内外红外技术的研究与应用发展很快，主要表现为红外辐射与吸收机理的研究与... 详细信息

高效红外辐射陶瓷材料的研究与应用饶瑞孙国才邢作云（材料系，武汉４３００７４）红外辐射陶瓷材料是随着红外辐射技术的发展应运而生的新型材料．近年来，国内外红外技术的研究与应用发展很快，主要表现为红外辐射与吸收机理的研究与深化，以及红外技术应用范围的不断扩...

关键词：红外辐射陶瓷光谱辐射率

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辐射光谱法电站锅炉燃烧检测诊断研究

辐射光谱法电站锅炉燃烧检测诊断研究

作者：刘家汛上海理工大学

学位级别：硕士

燃煤火电机组是我国电力工业的支柱,占主导地位。因此,准确有效的监测现代燃煤电站锅炉炉内火焰,对电站锅炉和电厂的高效安全运行具有十分重要的意义。本文基于自行研制的以光纤光谱仪为核心的火焰检测系统对燃料燃烧火焰和电站锅炉炉... 详细信息

燃煤火电机组是我国电力工业的支柱,占主导地位。因此,准确有效的监测现代燃煤电站锅炉炉内火焰,对电站锅炉和电厂的高效安全运行具有十分重要的意义。本文基于自行研制的以光纤光谱仪为核心的火焰检测系统对燃料燃烧火焰和电站锅炉炉内燃烧状况进行了研究,提出了对光谱火焰测温法的改进方法和一种简单方便并适合在线测量的火焰光谱发射率测量方法,自行研制了火检探针,在一台300MW煤粉锅炉上开展了试验研究,给出了利用该火检探针在电站锅炉实测的结果,并对结果进行了深入的分析。本文的主要内容及创新点如下:(1)火焰温度是炉内燃烧监测诊断的一个重要参数,基于CCD光纤光谱仪的火焰温度检测方法因其具有独特的优点而成为火焰温度测量领域的研究热点之一。由于CCD本身的光谱响应特性,光谱仪需要用黑体炉进行标定。但当标定温度和被测温度相差较大时,测得的被测物体温度与实际温度误差较大。另外,当光谱仪测得的响应强度与标定时对黑体炉的响应强度相差较大时,得到的温度值也会存在较大误差。本文就上述两种误差提出了解决方法,实验证明改进之后测量误差大大减小,使得基于光纤光谱仪的火焰辐射测温范围大幅度扩大。(2)以往在线测量非灰体火焰光谱发射率的方法,由于理论不完善,存在诸多缺陷。本文主要针对不同燃料的燃烧火焰,提出一种基于近红外光谱仪的测量火焰光谱发射率的方法,并与其他火焰光谱发射率模型进行了比较和验证。另外,作者还提出了一种基于火焰光谱发射率的混合燃料组份的检测方法。(3)火焰的闪动频率,作为火焰稳定性的一个参照,是火焰检测和燃烧诊断的一个重要判据。但是由于在工业炉膛内的火焰信号具有较宽的频谱,在信号的整个频谱范围内都包含噪声,并且噪声在高频范围内占支配地位,在对信号进行处理之前必须对信号作消噪处理,这样才能高效提取信号中的有用信息。本文中利用小波阈值法对电站锅炉中采集到的光谱信号进行消噪,然后对消噪后的信号作快速傅里叶变换得到火焰的闪动频率。(4)在利用光谱法研究温度、辐射率和火焰闪动频率的测量方法之后,研制了火检探针,本文给出了该火检探针在电站锅炉实测的结果,并对结果进行了深入的分析,为基于这三个参数提出一套锅炉燃烧诊断方案奠定了基础。这也是本课题研究的最终目的:建立火力发电站中燃煤锅炉的火焰检测和燃烧诊断体系,为电站锅炉的高效稳定安全运行和变负荷时各参数的调节提供正确高效的依据和保障。

关键词：火焰检测高温测量光谱辐射率火焰闪烁频率燃烧检测

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北约空中目标红外辐射模型

现代防御技术 1994年第5期22卷 40-51页

作者：张赛金张常国

北约空中目标红外辐射模型张赛金，张常国编译精确预测空中目标的红外辐射特性具有极其重大的实际意义。红外搜索跟踪系统、警戒系统和导弹红外制导系统的探测识别都依赖于准确的目标辐射数据，飞机、导弹等空中目标的设计者们也要根据... 详细信息

北约空中目标红外辐射模型张赛金，张常国编译精确预测空中目标的红外辐射特性具有极其重大的实际意义。红外搜索跟踪系统、警戒系统和导弹红外制导系统的探测识别都依赖于准确的目标辐射数据，飞机、导弹等空中目标的设计者们也要根据这些数据采取相应的被动对抗措施，如...

关键词：红外辐射空中目标红外制导弹道数据目标辐射跟踪系统光谱辐射率红外搜索探测识别辐射强度

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AVHRR定量资料的提取及其应用

气象科技 1986年第3期 86-91页

作者：周嗣松汪勤模国家气象局卫星气象中心国家气象局卫星气象中心

自从1970年开始接收美国ESSA气象卫星云图以来,气象卫星资料的接收和应用在我国已有15年的历史了。卫星资料在天气分析和预报中,特别是在暴雨、台风等灾害性天气的监视和预报中,发挥了重要的作用。但是,总的说来,主要还限于卫星云图的... 详细信息

自从1970年开始接收美国ESSA气象卫星云图以来,气象卫星资料的接收和应用在我国已有15年的历史了。卫星资料在天气分析和预报中,特别是在暴雨、台风等灾害性天气的监视和预报中,发挥了重要的作用。但是,总的说来,主要还限于卫星云图的定性分析和应用,卫星定量资料的提取和应用在我国还开始不久。本文将简要介绍从TIROS

关键词： AVHRR 气象卫星云图定量资料植被指数天气分析光谱辐射率温度反演卫星资料灾害性天气地表温度

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塑料的远红外线加热技术

塑料科技 1984年第4期15卷 31-36页

作者：葛世名

远红外线加热是七十年代迅速发展起来的一项节能新技术。在塑料工业上应用有着广泛的用途:原料树脂的干燥,泡沫人造革的硬化,各种环氧树脂的硬化加工,各种薄膜的复合,塑料真空成形,中空成型的予热软化,聚丙烯、聚氯乙烯厚板的弯曲加工,... 详细信息

远红外线加热是七十年代迅速发展起来的一项节能新技术。在塑料工业上应用有着广泛的用途:原料树脂的干燥,泡沫人造革的硬化,各种环氧树脂的硬化加工,各种薄膜的复合,塑料真空成形,中空成型的予热软化,聚丙烯、聚氯乙烯厚板的弯曲加工,各种乳胶、糊状树脂脱水硬化,各种胶带的粘接剂干燥……。实践表明。

关键词：远红外线加热技术辐射能光谱辐射率表面温度近红外光石英元件塑料聚合物