重力式热管黑体辐射源的研制

研制了一种重力式热管黑体辐射源。热管系统中冷凝段居上,把黑体空腔作为热管冷凝段的一部分,冷凝液靠重力经绝热段回流到设置在下部的蒸发段。本黑体的工作温度范围是40～150℃,故选择水/铜型热管。在研究中采用φ0.3mm二等标准铜康铜热电偶测量了黑体空腔内壁面的温度分布。测量结果表明,在双锥腔体内腔体壁面的最大温差在0.4～0.6℃以内。采用Bedford方法并引用作者导出的微元环对同轴全照区和半照区圆盘辐射角系数公式计算了腔体有效发射率分布。计算结果表明,在经常被瞄准的靶面上有效发射率为0.9995以上。     

黑体空腔发射率计算的蒙特卡罗模型

在均匀镜－漫反射假设的基础上，给出了利用蒙特卡罗方法计算黑体空腔有效发射率的数学模型。该模型首先使用光束跟踪方法求得等温空腔有效发射率，然后逆向跟踪各反射光束，考虑了空腔不等温性和环境辐射对空腔有效发射率的修正。利用该模型对中国计量科学研究院的低温黑体实际空腔进行了计算研究，结果表明：镜反射成分的影响取决于空腔形状和壁材表面光学性质；环境辐射总是增加空腔的有效发射率，腔口附近壁温分布对空腔法向有效发射率影响不大。     

大开孔三段加热中温黑体炉的研制

报道了所研制的大开孔三段加热中温黑体炉腔体热源布置原则。利用靶后腔体控制靶温可使黑体空腔在各个工作温度(50—1200℃)范围内保持均匀,在280mm腔体有效长度内最大分布温差在2℃以内。利用区域近似拟合迭代法计算了腔体有效发射率分布,计算结果表明,大锥角(148.28°)靶面上各点有效发射率值近似相等,其值为0.9985。     

中间包钢水连续测温的新方法

基于在线黑体空腔理论,提出了一种新型的钢水连续测温方法·针对在线黑体空腔不满足基尔霍夫理想黑体物理模型,具有"非密闭"和"不等温"的辐射特性,建立了在线黑体空腔有效发射率、积分发射率的计算模型,并应用于中间包钢水连续测温系统中·实践表明,该方法具有较高性能价格比,测量误差≤±3℃,测温管寿命可达20～40h,测温成本与现行的快速热电偶实际消耗相当或略低,同时低于铂铑热电偶连续测温,是取代现行钢水间断式测温的较好方法·     

黑体空腔发射率求解中的Monte—Carlo法

针对黑体空腔发射率的求解，采用Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ法建立了相应的概率模型，设计了快速、均匀的随机数产生程序，进行舍、选抽样，实现了计算机上的Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ模拟，解决了较复杂情况下黑体空腔发射率用常规数学方法求解困难的问题。     

在线黑体辐射源的建立及其精度评价

在高温的锻造炉内以竖插和横插两种方法建立了几种在线黑体空腔。首次测量了各在线黑体空腔的温度分布，采用作者建立的评价黑体空腔精度的理论公式，评价了各黑体空腔的精度，亦即给出了由于非完全黑体产生的测量误差，并得出了在炉子不同部位安装黑体空腔的规范。     

一种辐射传热混合模拟方法

采用Monte-Carlo法与热流法相结合的一种混合模拟方法进行三维封闭空腔内参与性介质的辐射传热计算,分析了炉膛内比热流参数的分布规律,并将计算温度场与区域法、热流法计算结果进行了比较.分析表明,该混合模拟方法计算结果合理,精度好,效率高,是一种很有工程应用价值的炉内辐射传热计算方法.     

评价黑体辐射源精度的理论与实验研究（Ⅰ）

在维恩定律的基础上建立了评价标准黑体辐射源和在线黑体空腕传感器精度的两个新的公式。为验证两个公式的准确性，实际测量了标准黑体辐射源和在线黑体空腔传感器的腔体温度分布。用所建立的公式和以往间接法在同一条件下计算了上述各腔体的精度。     

辐射测温区域的界定分析

文章讨论了谱色测温系统研究中,基于测温坐标系的辐射测温区域的界定问题。以线性发射率模型以及改进的单调发射率模型为基础,通过测温坐标系标尺的考察,分析了不同光谱发射率模型下的辐射测温坐标系所限定的辐射测温有效区域的规律特征;以实际应用中特定的谱色测温仪器为例,给出该仪器适用的辐射测温的理论区域,并用黑体实验进行了验证。     

V形槽结构面源黑体辐射特性评估方法及结构参数优化设计

随着红外技术的迅速发展,作为标准辐射源的面源黑体在红外遥感与探测、红外成像等领域得到了日益广泛的应用,但不同形式面源黑体的辐射特性评估方法以及辐射特性与结构参数间的影响关系等问题还没有得到深入的研究．基于这一现状,针对同心圆V形槽结构面源黑体,提出了基于蒙特卡洛全光路跟踪的辐射特性评估方法．首先,通过与精密方法的相互比对验证了方法的正确性及准确程度;然后,基于该方法对v形槽面源黑体的有效发射率进行了评估;最后,对影响辐射特性的主要结构参数及其规律进行了分析研究．实验结果显示,槽夹角越小、涂层本征发射率越高,黑体的有效发射率就越高、越均匀．对于一般性应用可以采用45。或600槽夹角;为了获取更高的有效发射率,可以采用更小的槽夹角,但涂层本征发射率必须大于等于0．8;采用长径比为2的保护套筒结构可以达到更为理想的辐射特性．     

超细化辐射涂料的节能机理

从微观和宏观这两个角度分析了影响涂料发射率的主要因素,提出了一种新的黑体模型.理论分析和实际应用表明,涂料超细化可以有效地提高涂料的发射率.     

任意截面柱形谐振腔特性分析的FDTD法研究

本文研究了如何分析与计算任意截面柱形谐振腔式微波加热器的特性参数．采用多面体网格近似与曲面共形技术相结合的ＦＤＴＤ方法，模拟任意截面柱形腔体，计算其特性参数，与传统的阶梯近似相比，数值计算精度有较大提高     

The definition analyses of radiation temperature measurement area

In the research of primary spectrum pyrometry, this paper discussed the definition problem of radiation temperature measurement area based on the measurement coordinates. For the linear spectrum emissivity model and improved monotonic spectrum emissivity model, the characteristics of radiation temperature measurement area restricted by the measurement coordinates were theoretically analyzed, through the investigations of the temperature and emissivity coordinate axes. Choosing the specific primary spectrum pyrometer as an example in applications, the theoretical area of radiation temperature measurement of this pyrometer was given and it was verified through blackbody experiments. The discussions of this paper will provide the necessary foundation for the theory research development of primary spectrum pyrometry and the realization of technical applications.     

比色测温的波长选择

介绍了辐射测温的基本原理,以比色测温的原理为基础,探讨在辐射测温中波长选择的方法原则.通过黑体能流密度的推导,对输出电压比值范围、信噪比方面做了详细的分析,得出具体的数据来判断被测物体的温度对波长的要求,并且对窄带滤镜代替单点波长计算的方法的合理性进行了证明.文中波长选择的方式方法适用于各个温度段在使用辐射测温时的波长选择.文章最后通过测温系统得到的实验数据证明了波长选择的正确性,基本做到消去一部分发射率的影响.     

驻波的能量特点与普朗克黑体辐射公式

在分析介质中驻波形成时波的能量特征的基础上,阐述了驻波中的波节数、振动方式数与谐振子数之间的对应关系,把两相邻波节之间的能量等效成谐振子的能量,从而使求解驻波的能量问题转化为求谐振子的能量问题,并以黑体空腔为模型的热辐射问题为例,采用了一种较为简明的方法推导出黑体辐射的瑞利-金斯公式和普朗克公式。