光纤高温测量研究

发布时间：2017-04-26 12:17

  本文关键词：光纤高温测量研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 在炼钢、炼铁过程中，钢水、铁液温度是其中最重要的参数之一。目前，世界上广泛采用消耗型热电偶来测量该温度，可是，采用消耗型热电偶存在如下问题：(1)测温探头为一次性，测温费用较高；(2)每次测量后必须更换探头，难以自动化；(3)不能连续或高频率测温。 现在，开发的消耗型光纤辐射温度计是一种全新的测量熔融金属温度的方法。它的测温精度与消耗型热电偶相同，完全可以取代消耗型热电偶。 本文中详细地叙述了辐射测温原理，包括其中的基础理论以及黑体辐射定律。这里面维恩公式是最重要的理论公式。 本文详细地叙述了消耗型光纤辐射温度计的理论及应用。这里结合了比色测温法。比色测温法能大大降低发射率对测温结果的影响，在最佳条件下，该影响可降至零。文中还分类详细介绍了光电比色温度计。 消耗型光纤辐射温度计的设计方案共分为三大部分：光纤测温系统、比色系统、单片机(数据处理)。具体步骤是先用消耗型光纤从钢水内部提出光信号，经过一比色系统转化为一系列数据，然后进行数据处理，，最后得出钢水内部真实温度。 设计方案中的前两大部分分别是消耗型光纤和比色测温法的应用。第三大部分的数据处理是先用最小二乘法，然后进行傅立叶变换，可建立波长与功率谱(或能量谱)的关系，求出测温公式中最难测定的东西：B(两选定波长处的光谱辐射亮度—即能量之比)。最后求出钢水的温度。 鉴于目前普遍用热电偶测量钢水温度，在技术上比较成熟。有很大的参考作用，故本文举了一种用消耗型热电偶测温的例子，其测温结果与消耗型光纤辐射温度计的对比放在了总结一章中。 总之，消耗型光纤辐射温度计可以克服许多测温方法上的缺点，其测温精度与消耗型热电偶相同，测温费用又可大幅度降低，具有良好的性能价格比。它今后不仅在钢铁工业中，而且可向铸造及汽车领域扩展。
【关键词】：消耗型光纤辐射温度计 最小二乘法 光电比色法 傅立叶变换
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：TH811
【目录】：

• 第1章 引言7-11
• 1.1 炼钢、炼铁过程中温度测量的重要性7
• 1.2 有关的国内外研究现状的分析7-10
• 1.3 消耗型光纤辐射温度计的开发价值10-11
• 第2章 辐射测温原理研究11-27
• 2.1 理论基础11-16
• 2.1.1 热辐射的重要参数11-12
• 2.1.2 辐射能的分配12-14
• 2.1.3 基尔霍夫定律14-16
• 2.2 黑体辐射定律16-23
• 2.2.1 普朗克定律(单色辐射强度定律)16-18
• 2.2.2 维恩位移定律18
• 2.2.3 维恩公式18-19
• 2.2.4 斯蒂芬-玻尔兹曼定律(全辐射强度定律，也称为四次方定律)19-23
• 2.3 用辐射温度计测量温度23-27
• 第3章 消耗型光纤辐射温度计的理论与应用27-43
• 3.1 特点27-28
• 3.2 比色测温法28-32
• 3.2.1 比色温度T_c28-31
• 3.2.2 比色法的优点与发展31-32
• 3.3 光电比色温度计32-41
• 3.3.1 单通道光电比色温度计32-34
• 3.3.2 双通道光电比色温度计34-37
• 3.3.3 用标准光源校准法37-40
• 3.3.4 利用瞬态高温摄谱仪进行光谱强度的对比法40-41
• 3.4 应用41-43
• 3.4.1 连铸中间包钢水温度测量41-42
• 3.4.2 高炉铁水温度测量42-43
• 第4章 消耗型光纤辐射温度计测量钢水、铁液温度的设计方案43-54
• 4.1 光纤测温系统43-45
• 4.1.1 光纤结构43
• 4.1.2 光纤长度修正43-44
• 4.1.3 测量系统44-45
• 4.2 比色系统45-46
• 4.3 模拟放大及模数转换(A／D)电路46-48
• 4.4 数据处理分析48-54
• 第5章 用热电偶测钢水温度的实例对比54-60
• 5.1 微机快速钢水测温仪54-60
• 5.1.1 工作原理54-57
• 5.1.2 前向通道的设计57-58
• 5.1.3 温度的动态采样58-59
• 5.1.4 电铃声控部分通断电59-60
• 第6章 结论与展望60-63
• 6.1 结论60-61
• 6.2 展望61-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-66

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