氛围条件材料光谱发射率测量实验研究

发布时间：2017-10-22 22:09

  本文关键词：氛围条件材料光谱发射率测量实验研究

  更多相关文章： 光谱发射率 半透明材料 傅里叶变换红外光谱仪 真空

【摘要】：随着科技技术的飞速发展,航天、工业、农业、气象多个行业对于材料光谱发射率的测量有了更精确更全面的要求;为了拓展材料光谱发射率测量,中国计量科学研究院设计了可应用于真空或惰性气体氛围中的样品加热装置,搭建了使用FTIR光谱仪的材料光谱发射率测量装置。基于FTIR光谱仪和光栅光谱仪两套装置,本论文主要进行了以下三部分的实验,其中第三部分为论文重点。一、FTIR光谱仪性能测试,在温度范围373K~973K,波长范围2~20μm;对比分析了光阑孔径大小对于发射率的影响,确定最优光阑为3mm;并采用双温定标法计算FTIR光谱仪的响应方程,通过响应方程计算得到的光谱亮度与通过普朗克公式计算得到的光谱亮度相比较,一致性很好。二、通过对于样品轴向温度梯度的分析求得样品表面真实温度,测量了不锈钢和氧化铜样品在600℃下,波长范围2~14μm,在做温度修正前后的发射率变化。三、对于半透明材料的光谱发射率数据匮乏,研究论证了基于半透明材料的光谱发射率计算模型,测量典型半透明材料石英玻璃的发射率,测量温度80℃,波长范围8~14μm,测量结果不确定度优于0.08;并在基于FTIR光谱仪的测量系统做对比测量,测试结果显示差值在±0.05以内;
【关键词】：光谱发射率 半透明材料 傅里叶变换红外光谱仪 真空
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH744.1
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-17
• 1.1 课题研究背景及意义8-9
• 1.2 材料光谱发射率国外研究现状9-13
• 1.3 材料光谱发射率国内研究现状13-16
• 1.4 本文研究内容16-17
• 第二章 材料光谱发射率测量理论17-23
• 2.1 常见光谱发射率测量办法17-21
• 2.1.1 量热法17-18
• 2.1.2 能量法18
• 2.1.3 反射法18-20
• 2.1.4 多光谱法20-21
• 2.2 基于能量法的红外原理21-23
• 2.2.1 红外辐射理论21
• 2.2.2 普朗克定理21
• 2.2.3 维恩位移定律21
• 2.2.4 斯蒂芬—波尔兹曼定律21-23
• 第三章 基于FTIR光谱仪与氛围系统的材料发射率测量装置的搭建23-33
• 3.1 实验装置介绍23-25
• 3.1.1 FTIR光谱仪23
• 3.1.2 黑体辐射源23-24
• 3.1.3 真空及惰性气体氛围系统24-25
• 3.1.4 半透明材料耦合加热系统25
• 3.2 FTIR光谱仪调试阶段25-33
• 3.2.1 FTIR光谱仪光阑选择实验25-27
• 3.2.2 FTIR光谱仪的定标实验27-33
• 第四章 样品轴向温度梯度对材料发射率的影响33-38
• 4.1 发射率样品及加热装置33
• 4.2 样品传热模型33-34
• 4.3 发射率测量原理34-35
• 4.4 不锈钢与纯铜样品的温差实验结果35-36
• 4.5 温度修正对发射率的影响36-38
• 第五章 半透明材料的发射率测量实验研究38-46
• 5.1 实验装置38-39
• 5.1.1 光栅光谱仪实验系统38-39
• 5.2 半透明材料发射率测量模型39-41
• 5.2.1 半透明材料发射率测量公式39
• 5.2.2 半透明材料透射率测量39
• 5.2.3 低发射率衬层发射率测量39-41
• 5.3 测量结果41-42
• 5.3.1 测量结果重复性41
• 5.3.2 石英玻璃内部温度梯度41
• 5.3.3 石英玻璃光谱发射率结果41-42
• 5.4 基于FTIR的半透明材料发射率测量结果42-46
• 5.4.1 空气环境下的发射率测量结果42-44
• 5.4.2 真空条件下的半透明材料发射率测量实验44-46
• 结论46-47
• 致谢47-48
• 参考文献48-50
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果50

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本文编号：1080293