智能便携式镁合金燃点比色测温仪设计与制作

发布时间：2017-10-17 15:01

  本文关键词：智能便携式镁合金燃点比色测温仪设计与制作

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【摘要】：镁合金作为最轻的金属结构材料之一广泛应用于各种工程实践中,它的优点是密度低、比强度高、比刚度强、减震性高等,应用于航天、军工、电子通讯、交通运输等领域。在空气中易被氧化腐蚀的活泼性质阻碍了镁合金在更广泛领域的应用,而不断发展的镁合金阻燃技术能够较好地改善其不足。燃点温度是表征镁合金阻燃技术的一个相当重要的参数,精确测量该参数是发展镁合金阻燃技术的基础。为了改善传统的接触式热电偶测试镁合金燃点中存在的响应速度慢、热电偶氧化烧蚀严重、实验效率和精度低等缺点,设计了智能便携式镁合金燃点比色测温仪,该燃点测温仪的有效测温范围是400℃--1200℃,有效测量距离是0--80cm,采样率为20Hz。根据镁合金在起燃前后释放很多结晶潜热引起的辐射能量的突变点来定位燃点,其优点在于体积小、价格低、精度高、实验效率和重复率高等,因此该燃点测温仪能够很好的应用于实时监测镁合金加工、冶炼过程中的温度。首先,利用高温黑体辐射校正源对智能便携式燃点比色测温仪作了静态标定,确定静态标定系数K0,设计了材料发射率测试实验,确定镁合金试样的发射率,修正燃点比色测温仪;然后利用检定过的红外辐射测温仪M5和智能便携式燃点比色测温仪同时测温,得到对应的一组温度数据,为了提高比色测温仪的测温精度,设计了双波长发射率比值修正实验,对测试结果进行修正,同时利用COMSOL仿真镁合金燃烧温度场,结果表明,智能便携式燃点比色测温仪能够精确测量燃点温度,测量精度为1%。
【关键词】：镁合金 便携式 比色燃点测温仪 静态标定 发射率
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH811
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-24
• 1.1 课题研究背景、目的及意义9-10
• 1.2 镁与镁合金的性质10-15
• 1.2.1 镁的性质10-11
• 1.2.2 镁合金的性质11-12
• 1.2.3 镁与镁合金的氧化机理12-13
• 1.2.4 镁合金阻燃方法13-15
• 1.3 国内外研究现状15-22
• 1.3.1 国内相关研究现状15-19
• 1.3.2 国外相关研究现状19-22
• 1.4 论文的主要内容22-24
• 2 热辐射测温理论探究24-31
• 2.1 辐射测温理论24-27
• 2.1.1 辐射测温的物理基础24-25
• 2.1.2 热辐射基本定律25-27
• 2.2 辐射测温法分类27-30
• 2.3 本章小结30-31
• 3 智能便携式镁合金燃点比色测温仪设计31-44
• 3.1 比色测温原理31-33
• 3.2 双通道智能便携式燃点比色测温仪设计33-36
• 3.3 便携式镁合金燃点比色测温仪模块设计36-43
• 3.3.1 光学系统模块36-39
• 3.3.2 光电探测器39-41
• 3.3.3 信号调理电路41-42
• 3.3.4 信号处理及显示模块42-43
• 3.4 本章小结43-44
• 4 实验验证与结果分析44-66
• 4.1 静态标定实验44-51
• 4.1.1 静态标定原理44-45
• 4.1.2 实验设备45-47
• 4.1.3 数据处理与分析47-51
• 4.2 发射率测试实验51-58
• 4.2.1 发射率测量原理51-52
• 4.2.2 实验材料及仪器52-57
• 4.2.3 实验数据及分析57-58
• 4.3 纯镁及镁合金燃点测试实验58-63
• 4.3.1 实验方案58-59
• 4.3.2 纯镁燃点测试结果及分析59-61
• 4.3.3 AZ80镁合金燃点测试结果及分析61-62
• 4.3.4 AZ80+Nd镁合金燃点测试结果及分析62-63
• 4.4 COMSOL温度场有限元仿真分析63-65
• 4.5 本章小结65-66
• 5 发射率比值对比色测温仪的影响与修正66-70
• 5.1 发射率测试方法66-67
• 5.2 发射率比值修正原理67-68
• 5.3 发射率比值测试结果与分析68-69
• 5.4 本章小结69-70
• 6 结论70-72
• 6.1 研究结论70-71
• 6.2 工作展望71-72
• 参考文献72-76
• 攻读硕士期间发表的论文及研究成果76-77
• 致谢77-78

【参考文献】

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本文编号：1049472