新型红外测温仪在教学实验中的应用

新型红外测温仪较好地解决了热辐射的多样性和热辐射理论的同一性之间的矛盾，可以避开“比辐射率修正”的困难．用于教学实验，有利于培养学生的创新精神和解决实际问题的能力．可开设：红外测温原理实验；白炽灯加热电流和灯丝温度的关系；提高金属(钨)电子逸出功的测定精度．还能观察到当有板流输出时，阴极灯丝温度的降低．     

金属电子的逸出功和板流引起的阴极温降现象

用红外测温仪对理想二极管灯丝温度作精密测量，观察到由板流引起的灯丝温度下降.在教学实验中通常忽略了上述现象，因此有大约-1.86%的系统相对误差.     

金属电子的逸出功和权流引起的阴极温降现象

用红外测温仪对理想二极管灯丝温度作精密测量，观察到由板流引起的灯丝温度下降。在教学实验中通常忽略了上述现象，因此有大约-1.86%的系统相对误差。     

真空荧光显示器灯丝电阻率与灯丝温度的关系

通过对5种规格下具有代表性型号的真空荧光显示器(VFD)进行灯丝电阻率随灯丝温度变化的试验研究,实测出每个步长电压下的灯丝电流数据,采用最小二乘法对灯丝电阻率和灯丝温度进行线性拟合,给出灯丝电阻率随灯丝温度变化的试验曲线,得到灯丝电阻率随灯丝温度变化的计算公式,并自行开发便于工程应用的计算软件.研究结果表明,随着灯丝温度的升高,灯丝电阻率呈现良好的线性上升趋势,灯丝电阻率的线性拟合公式精度很高,便于在VFD设计之初无需通过试验测量就可以确定灯丝温度和灯丝电流.     

双波段动态红外图像模拟技术

该文在分析了现有红外图像模拟器的基础上，针对单一热辐射元列阵红外图像模拟器的特点，提出了双波段红外图像模拟技术，该技术在进行红外图像光谱特征模拟方面个有明显的优势，利用该优势可以进行大气透过率变化对红外辐射图像影响的实际模拟，还可降低模拟器热辐射元温度、提高图像帧速和图像空间分辨率。     

热辐射红外传感检测实验研究

本文设计组装了一套热辐射红外传感实验装置,利用该装置研究了被测物表面热辐射强度与探测距离、物体温度及其表面结构间的关系。实验结果表明:物体的温度与其热辐射强度在探测距离不变时呈良好的一次线性关系;在温度保持不变时,物体的热辐射强度与探测距离的平方呈反比。通过实验数据分析及处理,求得物体温度与热辐射强度、探测距离与热辐射强度之间的关系式,并讨论了该实验研究结果在测温和测距方面的应用前景。     

光幕幕厚与大气对弹丸红外热辐射探测性能影响研究

为改善光电探测靶的探测性能,研究了光电探测器对光幕区中弹丸红外热辐射能的获取,分析了幕厚、弹丸长度、弹丸辐射面积、大气衰减与光幕区弹丸红外热辐射特性的关系。采用将弹体划分为多个小面元的方法,建立了弹丸红外热辐射计算方程。研究了光电探测器的弹体红外热辐射通量计算方法。根据红外热辐射大气衰减理论,分析了不同波长光电探测器获得的弹丸红外热辐射能与大气透过率的关系,并计算了光电探测器在不同幕厚和作用距离下获得的弹丸红外热辐射能。结果表明:当探测距离一定时,弹丸作用于光幕的表面红外热辐射能与光电探测器接收辐射能成正比;当弹体长度与幕厚相等时,光电探测器获得的信号最强;距离越远大气的红外透过率越小,探测灵敏度越低;3~5μm波长光电探测器可获得最佳弹丸红外热辐射能。     

利用多角度热图像提取冠层组分温度和方向亮温

为了给热辐射方向性研究提供准确的组分温度分布和方向亮温数据,提出了一种新的基于热像仪的实用测量方法.该算法包括2个部分:1)采用"热像仪一定面积法"的改进方法"虚拟圈"结合"交叉点法"自动提取植被冠层方向亮度温度,并进行时间效应纠正;2)在假设发射率已知的条件下,利用"开放度"的概念去除多次散射和天空下行辐射的影响,给出更精确的组分温度分布信息.采用2006年4月20日北京小汤山小麦地的测量数据进行了初步分析.获取的方向亮温可以较好地反映地表热辐射方向性规律,热动力学温度提取误差均值小于1 K.     

真空荧光显示器灯丝温度特性的研究

为了对真空荧光显示器（VFD）灯丝温度在排气、激活和老化等工艺过程中进行有效的参数控制和最优选择以提高产品合格率,基于实测每个步长电压下的灯丝电流数据,通过建立灯丝温度特性的基本算法模型,采用最小二乘法得到了灯丝电阻率随灯丝温度变化的公式,利用牛顿迭代法确定了每步电压下的灯丝温度．最终实现了只需根据每步电压便可完成灯丝温度特性的计算与分析,并自行开发了便于工程应用的计算软件．研究结果表明,灯丝电阻率和灯丝温度符合线性关系,灯丝温度分别随灯丝电压、电流变化的Weibull拟合公式很精确,灯丝电流计算值与实验值相比误差很小．提出的理论模型、实验方案和计算方法为VFD灯丝温度特性规范设计提供了理论依据和技术参考．     

Tycho撞击坑地区微波热辐射特性研究

Tycho撞击坑作为月球最具代表性的哥白尼纪撞击坑,其微波热辐射特性的研究对于分析与其同期形成的大型撞击坑的热演化过程具有重要的参考价值.本文基于嫦娥二号微波辐射计(CELMS)数据为代表的月壤微波热辐射数据,结合月壤TiO_2含量、表面坡度和粗糙度、岩块丰度等资料,系统分析了Tycho地区微波热辐射的特征.结果表明,Tycho撞击坑南坡(A区)的微波热辐射受月表温度影响很大,月壤表层和深部的温度差值也很大;坑底平原北部(B区)的微波热辐射受月表温度影响很小,月壤表层和深部的温度差值也很小;该东部和西部的月壤结构在垂直方向上是有变化的;在凌晨3时以后该区达到热平衡状态,是未来进一步研究月壤内部热流特性的理想区域;溅射毯地区月壤物质在表层与B区相近,且具有较强的储热能力.统计结果表明,表面粗糙度和岩块丰度对月壤微波热辐射的影响最大,坡度次之,TiO_2含量的影响最小.     

EIR低温辐射炉温场均匀性分析及其微机测控系统

根据辐射换热理论，对电加热远红外线低温辐射固化炉内的温场均匀性进行了分析，提出 调整ＩＲ元件的空发布及辐射改善均匀性的措施，并提出一种模拟工件表面温度的测量方法，进而组成了温场控制的微机系统。     

一个简单船体模型的热像模拟（一）

红外热像在国防、工农业生产及科研各领域中有着广泛的应用,而其理论建模又具有极其经济和有效的特点。为此,我们查阅了大量的文献,根据国外的研究情况,在综合考虑各种热效应的基础上,通过合理简化,得到了相应的物理模型。在考虑到外界环境（太阳、天空、海面等）热辐射,空气对流换热和船体模型各部分之间传导及辐射等传热效应的基础上,建立了稳态热交换方程组。在给定一组外界环境参数、船体模型几何结构参数和材料热物性参     

混凝土箱体桥梁自控温装置设计与温度分析

为解决混凝土箱体结构的温度裂纹问题,基于太阳辐射与来自近环境表面低红外辐射之间的能量密度失配,研发出一种可以在白天用于混凝土箱体桥梁表面的自控温装置.该装置采用辐射降温涂层和复合定形相变材料相结合,多层控温的方式,外挂在腹板表面,从外向内依次分为滤波器、反射层、封装层、潜热层和连结层5个部分.以陕西神沙河大桥为例,通过...     

管母线损耗发热状况多物理场分析计算

为深入研究管母线损耗发热问题,在综合考虑管母线电阻率温度效应、自然对流和辐射换热等影响因素的基础上,建立了管母线二维多物理场有限元计算模型。分析了管母线温度场的分布规律,并运用红外热像仪对管母线的实测数据进行对比。结果表明:管母线温度沿管壁径向逐渐降低,下降趋势逐渐增加,管母线热通量沿管壁径向线性增加。管母线温度随着环境温度增加而增加。与实测结果对比发现,综合考虑对流和辐射换热的计算结果与实测结果非常接近,进一步验证了仿真计算方法的正确性,为管母线的结构改造、设计选型以及实际运行实时温度检测提供参考。     

车用锂电池组热流场特性数值模拟与优化设计

针对车用电池温升过高、电池组温差大的问题,开展电池包热流场分析与优化设计.根据Bernardi的生热速率方程式,建立由电池电解液、正负极柱和隔膜四部分组成的单体电池热耦合模型及成组电池传热模型;利用Fluent软件分析锂电池单体在自然对流环境下的温升特性,研究成组电池在强制对流条件下的热流场特性;通过增加导流板优化电池箱内流场结构,并评估导流板对电池组散热效率的作用.结果表明:单体锂电池在自然对流下温升明显,电池内核温度远高于正负极柱温度;电池箱进出风口位置及结构决定箱内空气的流向和成组电池的散热效果;通过对进、出风口位置的设计及增加导流板,可有效改进电池组热流场的均匀性,从而提高散热效果.     

石英玻璃窗对火焰温度测量影响的数值分析

在用辐射测温法研究多孔介质燃烧器中火焰温度分布时，因石英玻璃窗不能透过热象仪所能响应的火焰红外辐波段，而不能直接测出玻璃内侧的火焰温度。该文通过对石英玻璃（属半透明介质）内热传导与热辐射耦合，边界为对流换热的数值计算，研究了石英玻璃内、外表面分布的变化规律的相应关联式，从而由所测石英玻璃外表面温度分布推算出内侧多孔介质表面层的火焰分布，这种消除玻璃对测量影响的方法具有一定的实用意义。     

天然黑色电气石红外辐射特性研究

对新疆、内蒙古和云南等地的天然黑色电气石红外辐射特性进行了测试和分析，结果表明：不同产地和不同矿区的黑色电气石化学成分差异较大，其中氧化铁含量对红外辐射率具有明显影响，随氧化铁含量的增加，红外辐射率下降；天然黑色电气石在还原性气氛条件下进行热处理后，可具有比远红外陶瓷粉料更高的红外比辐射率值，其红外峰值辐照与维恩定律具有很好的对应关系，在室温下峰值辐射波长为9．5μm左右。研究认为，天然黑色电气石在保暖、保健等领域具有很高的实际应用价值。     

飞机目标的红外建模与探测器成像

基于红外物理学、热传递学,分析了飞机飞行过程中的主要辐射源.运用商业软件FLUENT,计算得到了飞机温度场和辐射场分布.综合大气透过率、探测器响应等因素影响,推导导引头探测器的基本教学模型.最后在搭建OpenGL软件平台的基础上,通过实验得到了导引头探测器接收到的飞机红外辐射图像.     

混合动力汽车用DC-DC和IPU散热结构优化

针对混合动力汽车用DC-DC和IPU的已有散热结构散热效果差,导致DC-DC和IPU在使用过程中温升高,从而影响混合动力系统的稳定性和可靠性的问题,根据传热学的质量、动量和能量守恒方程,建立DC-DC和IPU散热结构的三维非稳态散热模型,采用计算流体力学(CFD)方法,对DC-DC和IPU散热系统的流场和温度场进行数值模拟仿真分析。在此基础上,根据传热学理论设计了DC-DC和IPU散热结构的优化方案,并对优化方案的散热效果和温升进行了仿真分析与实验研究,结果表明该优化方案实现了DC-DC和IPU的良好散热,有效降低了温升,满足了混合动力汽车对DC-DC和IPU的使用要求。