高温钢坯P极化方向发射率特性研究

发布时间：2020-05-29 21:24

【摘要】：伪布儒斯特角是指钢坯表面P极化发射率出现极大值的角度,在该角度上的P极化辐射最大,据此测量钢坯表面的亮度温度可以较为准确地反映钢坯表面真实温度,解决了由于钢坯表面粗糙和氧化等因素造成的亮度温度失真的问题。因此,研究钢坯伪布儒斯特角对准确测量钢坯表面温度有重要意义。本文以高温钢坯表面P极化发射率为对象,利用实验室多角度P极化发射率测量装置,初步研究连铸钢坯在各种条件下P极化发射率随角度变化情况。利用定义法原理搭建的一套在900～1000℃温度下测量钢坯发射率装置,初步进行氧化层厚度、不同粗糙度、不同温度对高温钢坯方向极化发射率的实验研究。(1)分析了极化辐射特性,从电磁波传播的基础理论着手,根据麦克斯韦电磁场理论模拟讨论了不同影响因素下实际金属表面的光谱发射率变化趋势。(2)设计了一套高温真空炉钢坯P极化发射率测量的实验方案。阐述了 CCD参数的选择,完成了 CCD采集灰度和温度标定工作。(3)分析了钢坯氧化皮生成机理从而制备了不同厚度的氧化皮。(4)进行了不同氧化层厚度、不同粗糙度、不同温度及不同钢种的高温钢坯方向极化发射率实验研究,并与日本学者实验结果进行了对比,验证了实验的可靠性。实验结果表明:(1)钢坯粗糙表面存在伪布儒斯特角;(2)钢坯表面氧化皮厚度大于5μm时不存在伪布儒斯特角,氧化皮厚度小于1μm时存在伪布儒斯特角;(3)伪布儒斯特角不随表面状态即粗糙度或氧化程度的改变而改变;(4)伪布儒斯特角随测量温度升高而向测量角度小的方向移动。
【图文】：

原理图,发射率,测量装置,原理图

大学硕士学位论文逦；（３）加热器不与试样直接接触，使得试样辐射受热，减小试样温度的非探测窗口，可以测量多种角度下金属极化发射率。缺点．？（１）装置十分复（２）只能测量金属材料，对非金属测量不一定适用。逡逑Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ邋ｒａｄｉｏｍｅｔｅｒ邋Ｓｉ邋ｓｅｎｓｏｒ逡逑Ｂｅａｍ邋ｓｐｌｉｔｔｅｒ邋Ｘ邋＾ＲａｄｉｏｍｅｔｅｒｓＯｔｉｃａｌ邋ｆｉｂｅｒ＾ｗ．＾６－＾１逡逑

法向发射率,铁表面,波长,发射率

逦８０逡逑角度（°）逡逑图２．４铁表面发射率与测量角度的关系逡逑Ｆｉｇ．邋２．４邋Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ邋ｂｅｔｗｅｅｎ邋ｔｈｅ邋ｅｍｉｓｓｉｖｉｔｙ邋ａｎｄ邋ｍｅａｓｕｒｉｎｇ邋ａｎｇｌｅ逡逑２）法向发射率和波长的关系逡逑在入射角为０°，，金属电阻率为４．５Ｘｌ0＿６ａｍ，自由电子密度为１７Ｘｌ0２８／ｍ３时，逡逑铁法向发射率和波长的关系。逡逑ｏｉ逦：＿…逦＂逦＾邋：逡逑＇逦—极化逡逑＼逦Ｉ逦｜逦ｉ邋￣＊￣ｓ邋极化逡逑ｊｆ邋＼邋Ｉ逡逑１逦＼逦Ｉ邋｜逡逑懈邋０．３邋－逦逦丨．“ Ｘ逦；邋逦逦逡逑栔邋０．２邋－．．．逦逦邋逦逦｜．．．．．．．．ｔ逡逑０＾逦ｃ逦ｃ＾逡逑０逦５逦１０逦１５逦２０逡逑波长（｜ｊｍ）逡逑图２．５铁表面法向发射率和波长的关系逡逑Ｆｉｇ．邋２．５邋Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ邋ｂｅｔｗｅｅｎ邋ｔｈｅ邋ｉｒｏｎ邋ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ邋ｅｍｉｓｓｉｖｉｔｙ邋ａｎｄ邋ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ逡逑由图可以看出逡逑（１）
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TF77

【参考文献】