隨著鋁合金材料的廣泛應用以及我國制造業(yè)水平的不斷提高,不同行業(yè)對鋁合金品質的要求越來越高。在鋁合金的冶煉加工過程中,溫度是一個非常重要的參數(shù),制造高性能的鋁合金材料離不開對溫度的精確測量與控制。鋁合金器件在加工生產(chǎn)過程中其溫度的精確控制對產(chǎn)品質量的把控和能源的節(jié)約均起到關鍵性作用。傳統(tǒng)的測溫方法（如熱電偶接觸法測溫）已無法滿足鋁合金器件移動生產(chǎn)過程的需要,輻射測溫作為一種新興的溫度測量方法被廣泛應用于現(xiàn)代冶金工業(yè)生產(chǎn)加工過程中。然而,輻射測溫儀器往往需要手動輸入待測物體表面的發(fā)射率數(shù)值,其輸入發(fā)射率數(shù)值不準確必將導致測溫結果出現(xiàn)較大偏差。由于實際生產(chǎn)加工過程中器件的溫度、表面氧化、表面形貌等的改變均會造成材料表面發(fā)射率數(shù)值發(fā)生變化。因此,為了提高鋁合金材料的冶煉質量,精確地測量空氣中鋁合金在高溫狀態(tài)下氧化過程的發(fā)射率數(shù)據(jù)、探究其變化規(guī)律刻不容緩。本文第一章介紹了發(fā)射率的研究背景與現(xiàn)實意義,闡述了材料發(fā)射率的特點及其研究現(xiàn)狀,總結了幾種材料發(fā)射率測量方法、特點和本文主要研究內容。第二章對熱輻射的基本理論、基本測量儀器及常見發(fā)射率測量裝置的結構組成進行了詳細地介紹。第三章對本研究中所使用的... 

【文章來源】：河南師范大學河南省

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

現(xiàn)有發(fā)射率測量方法分類

7第二章熱輻射的基本理論及基本測量儀器2.1熱輻射的基本理論眾所周知，任何高于絕對零度的物體每時每刻都在向外界以電磁波的方式輻射能量，熱輻射的基本理論是研究物體熱輻射特性的基礎，也是發(fā)射率研究需要掌握的基本理論。本章主要對紅外熱輻射的基本理論及一般發(fā)射率測量裝置系統(tǒng)布局進行了介紹，主要包括：紅外熱輻射的基本理論（基爾霍夫定律、普朗克公式、斯忒藩-玻爾茲曼定律、維恩位移定律等）和基于能量對比法的發(fā)射率測量理論，介紹了一般的光譜發(fā)射率測量裝置的原理，下面將進行熱輻射基本理論的詳細介紹。2.1.1Kirchhoff定律Kirchhoff定律是Kirchhoff在1860年通過對比研究總結出的理論，是紅外物理熱輻射理論中最基礎的定律，也是基于能量守恒定律將物體的吸收率和發(fā)射率關聯(lián)在一起的定律。圖2-1置于等溫腔的目標物體如圖2-1所示，將任一物體A放置于一個溫度為T的真空等溫腔內。物體A和溫度恒為T的恒溫腔將會出現(xiàn)輻射熱交換，經(jīng)過一段時間后，物體A將與真空恒溫腔達到同一溫度，此時即為熱平衡狀態(tài)。當物體A達到熱平衡狀態(tài)后，其向外輻射的熱功率必將等于其吸收的熱輻射功率，只有這樣物體A才能處于恒溫狀態(tài)。則可以得出結論：=MEα或M=αgE(2-1)

8式中，α，M和E分別表示等溫腔中物體A的吸收率，表面輻射出射度以及輻射照度。由此定律可以得出：任何物體的吸收能力如果越強，那么其發(fā)射能力必定也會越強[35]。即：良好的吸收體必定為良好的發(fā)射體。這一定律也可表述為：任何物體的輻射強度和其吸收率的比值是一定值，且該數(shù)值只與物體本身溫度和波長有關，與物體本身性質沒有關系。根據(jù)Kirchhoff定律可以求得物體的表面發(fā)射率值，即：0=MEε(2-2)式（2-2）中，ε表示物體表面發(fā)射率、M表示物體表面輻射出射度、E0表示與物體處于同一溫度時理想黑體的輻射出射度。當研究不透明的物體時其透射率可以認為是零。因此，求解不透明物體發(fā)射率時可由下式得出：ε=1-ρ)2-3)式中，ρ代表物體表面反射率，此式是運用間接法求解物體表面發(fā)射率的基本原理依據(jù)。2.1.2普朗克公式二十世紀九十年代，普朗克根據(jù)量子統(tǒng)計理論推導出與實驗測量結果一致的理論公式，即著名的普朗克公式，其是黑體熱輻射基本公式。圖2-2黑體在不同溫度下輻射出射度隨波長分布曲線普朗克公式的數(shù)學表示形式為：2015/11TCTCMeλλλ=g(2-4)

【參考文獻】：
期刊論文
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[2]基于傅里葉紅外光譜儀的遠紅外貼法向發(fā)射率測定[J]. 李風光,張峻梓,閆鈞,邵蕊娜,康勁風.  河南醫(yī)學研究. 2015(06)
[3]基于傅里葉紅外光譜儀的材料發(fā)射率測量方法研究[J]. 張嵐,張術坤,蔡靜.  工業(yè)計量. 2015(04)
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[6]鑄造鋁合金技術的現(xiàn)狀及未來發(fā)展[J]. 梁宏偉.  企業(yè)技術開發(fā). 2012(32)
[7]基于穩(wěn)態(tài)卡計法的半球向全發(fā)射率測量技術綜述[J]. 辛春鎖,何小瓦,楊陽,鄧建兵.  宇航計測技術. 2011(04)
[8]發(fā)射率混合測量技術及在紅外輻射測溫中的應用[J]. 薛生虎,方榮瑞,唐紅,鄭永軍.  計量學報. 2010 (04)
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[10]紅外熱像儀精確測溫技術[J]. 李云紅,孫曉剛,原桂彬.  光學精密工程. 2007(09)

博士論文
[1]基于傅立葉紅外光譜儀的材料光譜發(fā)射率測量技術的研究[D]. 王新北.哈爾濱工業(yè)大學 2007
[2]多光譜輻射測溫技術研究[D]. 戴景民.哈爾濱工業(yè)大學 1995

碩士論文
[1]鈷和鎳光譜發(fā)射率特性研究[D]. 郭帥.河南師范大學 2017
[2]幾種常用鋼材的光譜發(fā)射率特性研究[D]. 張飛麟.河南師范大學 2017
[3]基于光柵單色儀的光譜發(fā)射率測量裝置[D]. 張凱華.河南師范大學 2015



本文編號：3032684