高温测量黑体腔传感器结构优化设计

发布时间：2017-10-26 15:45

  本文关键词：高温测量黑体腔传感器结构优化设计

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【摘要】：在国防军事、工农业生产和科学研究中,黑体腔传感器被广泛应用于辐射测温系统中,随着温度测量技术的发展和各行业对测温要求的提高,研制出具有高发射率的黑体腔结构成为国内外研究的重要方向。本文对黑体腔传感器结构优化设计进行了研究。通过对黑体腔传感器静态和动态特性的研究,确定影响黑体腔发射率的因素,为黑体腔结构优化设计提供理论依据。论文的主要内容如下:首先,介绍了黑体腔发射率的计算方法,并对目前常见发射率计算方法的特点进行了详尽的讨论和分析。其次,根据积分方程理论构建多种形状黑体腔结构模型,提出了黑体腔发射率的积分方程算法,计算腔体发射率;采用有限元热分析法计算黑体腔发射率,解决了理论计算黑体腔发射率公式繁琐,建模困难的问题,提高了计算黑体腔发射率的速度。通过两种算法进行对比仿真分析,得出了黑体腔传感器最佳结构参数设计,为黑体腔传感器结构优化设计提供了新思路。最后,采用有限元热分析法分析了黑体腔传感器动态测温过程。构建了多种形状黑体腔三维有限元测温模型,讨论了黑体腔结构参数、材料密度、初始预热温度等参数对黑体腔动态传热过程、动态响应时间的影响,仿真结果与理论结果进行对比分析,验证了有限元方法的可行性和准确性,得到了黑体腔传感器动态测温模型的参数配置。
【关键词】：高温测量 黑体腔 有效发射率 结构设计 有限元仿真
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH811;TP212
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 高温测量技术的研究现状11-15
• 1.2.1 国外研究现状11-12
• 1.2.2 国内研究现状12-15
• 1.3 论文的主要内容15-16
• 第2章 黑体腔发射率计算方法16-26
• 2.1 多重反射法16-18
• 2.2 积分方程法18-20
• 2.3 蒙特卡罗法20-23
• 2.4 有限元法23-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第3章 黑体腔传感器静态特性分析26-42
• 3.1 黑体腔发射率积分方程法分析26-34
• 3.1.1 黑体腔数学模型的建立26-30
• 3.1.2 圆筒形腔体发射率分析30-31
• 3.1.3 圆锥形腔体发射率分析31-34
• 3.2 黑体腔发射率有限元法分析34-39
• 3.2.1 黑体腔有限元模型的建立34-36
• 3.2.2 圆筒形腔体发射率分析36-37
• 3.2.3 其它形状黑体腔腔体发射率分析37-39
• 3.3 积分方程法与有限元法对比分析39-41
• 3.4 本章小结41-42
• 第4章 黑体腔传感器动态特性分析42-61
• 4.1 黑体腔动态传热模型42-43
• 4.2 黑体腔传感器传热过程分析43-46
• 4.3 黑体腔传感器动态温度特性分析46-60
• 4.3.1 黑体腔结构参数变化对动态测温的影响46-50
• 4.3.2 黑体腔其它参数变化对动态测温的影响50-60
• 4.4 本章小结60-61
• 结论61-63
• 参考文献63-67
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果67-68
• 致谢68-69
• 作者简介69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1099352