利用积分球反射法的动态热物性测量装置研制

介绍了利用积分球反射计的脉冲加热技术测量材料热物性的一种方法和测量装置的各组成部分及工作原理．被测的带状试样被一脉冲大电流加热，利用高速高温计测量试样的辐射温度，同时利用积分球反射法获得试样的半球向光诺反射率，进而得到试样的法向光谱发射率、比热、电阻率和全波长半球发射率．该装置具有试样制各简单、测试精度高等优点．     

氮气CARS理论光谱计算及在温度测量中的应用

基于量子理论,对相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)的机理进行了探讨,给出了氮气分子Q支CARS光谱的理论计算模型。进行了氮气分子拉曼散射截面、不同能级分子布居数密度差、振转配分函数及三阶非线性极化率的计算。仿真结果表明适当的简化能够大大缩短光谱计算的时间,并且与已有的结果比较接近,能够应用于CARS测量应用。介绍了能够用于瞬态温度场测量的单脉冲CARS装置,理论光谱分辨率可达0.1cm-1,轴向空间分辨率5mm,光谱采样频率10Hz。     

镁/镀锌钢异种合金单、双光束激光熔钎焊特性

以镁焊丝为填充材料,对镁/镀锌钢异种合金进行单、双光束激光熔钎焊试验研究,分析不同工艺参数对焊缝成形的影响规律,获得不同热源作用方式下的界面形态规律及其对界面强度的影响。结果表明:采用单、双光束进行填丝熔钎焊均可获得较满意的外观成形;单光束容易存在未钎合现象,焊接过程不够稳定,而双光束具有更好的温度分布,容易提高润湿铺展能力。剪切强度测试结果表明,单、双光束最大的接头效率分别达到30.9%和42.4%,焊趾处裂纹的存在是导致接头失效的主要原因。     

一维高温温度场测试技术

研制了可对一维高温温度场进行测量的扫描式高温计.该扫描式高温计分为旋转扫描式光学系统、比色高温计和上位机三个部分.在分析温度场测量要求的基础上,推导了比色光学高温计的测量原理,建立了数学模型.基于光的反射理论,研究了旋转扫描式光学系统与一维温度场之间的运动关系.利用光学光纤将光学探头接收的光信号进行远距离传输,增加了测量的便利性和整套装置对测量环境的适应能力,专用的微型工控及控制系统提高了这套装置独立工作及与其他设备进行协调合作的能力.对比色高温计的波长函数和测量精度进行了标定,校验结果表明在800℃~3 500℃范围内的测量精度为1%.最后,利用扫描式高温计对棒状碳/碳试样的轴向温度场进行了测量,通过几个固定点温度对一维温度场的测量精度进行了校验,最大测量误差为3.09%.     

光谱发射率测量技术

论述了光谱发射率在航天、航空、国防、军事及国民经济各领域中的实际应用和重要意义.材料光谱发射率的影响因素很多,且应用背景差异较大,各国分别建立了各具特色的发射率测量装置.根据测量特点及应用范围,发射率测量方法分4大类:量热法、反射法、能量法和多波长法.针对每种测量方法介绍了基本原理、装置特点、技术指标和发展现状.简单介绍了基于红外傅里叶分析光谱仪建立的光谱发射率测量系统,进而描述了材料发射率在重要领域的具体应用情况.分析了我国目前在发射率测量技术方面存在的问题,展望了我国发射率测量技术的发展趋势和发射率数据库方面的进一步工作.     

辐射测温的发展现状与展望

文章综述了辐射测温技术发展历史、现状，从技术的层面，剖析了传统的辐射测温仪存在的问题，介绍了国内外在多光谱辐射测温技术方面研究热点，同时展望了未来的发展方向。针对辐射测温领域中的理论、仪器、标定及应用四大方向进行了较为详细地分析和总结。     

可控温双向反射分布函数测量系统的研制

基于单一参考测量法的测量原理,研制了一套测量温度最高可达500℃的多光谱双向反射分布函数测量系统.光源采用从可见光的0.6328μm到中远红外的10.6μm波长的激光器,针对不同波长的激光器选择相应的光电探测器,利用转角装置来实现光源、探测器和试样相对位置的变化,通过加热炉对试样进行加热,采用模糊PID控制器进行温度的控制,控制精度为±1℃.在可见光和红外波段下,利用标准白板对测量系统进行实验误差标定,通过对实验数据进行分析,测量误差小于15%.该装置可应用于不同温度下材料表面空间反射特性的测量.     

轴向温度分布测量技术研究

为了对通电加热条件下圆棒状试样轴向温度分布的快速测量,我们成功研制了具有宽温度测量范围的扫描式温度计。该装置由常规的光纤比色温度计和扫描式光学探头组成。整套装置可测量的温度范围为800~3500℃,测量精度为<1％,温度最快响应时间为10μs,扫描视角为40°,并具有光学瞄准、光纤远传、RS232外设接口、测试最高温度数字显示和温度分布曲线描绘等功能。     

基于SPSO算法的粒子群粒径分布反演

针对粒径分布反演传统算法收敛精度不高、易陷入局部最优的缺点,根据粒子群的激光透射模型,提出一种基于随机微粒群算法(SPSO)反演粒子系粒径分布的快速有效方法,对于非独立模式下的R-R分布、正态分布、对数正态分布等粒子粒径分布情况进行了反演计算,获得了合理的粒径分布.该方法概念简单,易于编程实现,同时对优化目标函数无需连续、可微等苛刻的条件,具有较强的鲁棒性和适应性,提高了粒径分布反演的可靠性和灵敏性.     

光纤式20波长辐射高温计的研制

基于多光谱辐射测温理论,研制了20波长光纤辐射高温计.利用多光谱辐射测温法获得材料在多个光谱下的辐射信息,从而计算出试样的真温和在多个光谱下的法向光谱发射率.利用光学光纤将光学探头接收到的光信号进行远距离传输,增加了测量的便利性和整套装置对测量环境的适应能力;精密的多量程自动切换电路扩大了温度测量范围,并降低了环境噪声对测量结果的影响;专用的微型工控机控制系统提高了这套装置独自工作及与其它设备进行协调合作的能力.整套装置可测量的温度范围是800-3500℃,测量精度小于1%.