常温物体表面真实温度的亮度法测量

本文给出了用红外测温仪直接测定常温物体表面真实温度的方法和实验结果,并对直接用红外测温仪的温度读数来计算环境辐射等效黑体温度T_B及目标的比辐射率ε进一步加以说明。 关键词：     

用红外测温仪测定常温物体的比辐射率和辐射温度

用HD红外低温测温仪很简单地就可测定各种常温物体的比辐射率,其结果与文献上发表的相一致。在用测温仪测定室内各种常温物体的辐射温度时发现,它们的辐射温度几乎是相等的。为了解释这些实验现象,我们推导了相应的公式,认为在这种情况下必须考虑目标对环境辐射的反射。 关键词：     

双波长高精度红外测温仪

利用双波长红外测温方法,通过黑体红外辐射曲线中双波长等比吸收的原理消除了由于辐射环境中水蒸气等外界吸收原因造成的单波长红外测温仪中的测量误差,实现更稳定的高精度红外测温.该方法绕开了传统红外测温方法中"辐射率修正困难"的问题.同时利用此红外测温仪器改进了金属钨电子逸出功测量实验.     

对各种红外系统的灵敏度方程的修正

当目标为灰体时,尤其是目标温度与环境物体的温度相近时,必须同时考虑目标的自身辐射和它对环境辐射的反射。这样,各种红外系统的灵敏度方程就需要修正。根据这些修正后的方程,就可以解释原来只考虑自身辐射的方程所无法解释的实验现象。其中,对于热成象系统,我们作了重点讨论,不但考虑了场景中相邻单元的温差、比辐射率差和反射率差的影响,而且考虑了扫描效率、扫描重迭率、串联或并联列阵元件、加场镜或浸没透镜等的影响,得到比较完整的灵敏度方程和噪声等效温差NETD的表达式。对于NETD中的积分X_T的计算方法,我们也作了介绍并给出数值表。 关键词：     

显微测温灵敏度的研究

本文叙述了显微测温仪的结构原理和温度灵敏度,并根据光学系统的参数和黑体辐射定律及探测器的噪音等效功率,推导出了NET的计算公式,从而为研制和应用显微测温仪器提供了重要依据.     

辉光放电聚合物结构及力学性质研究

采用低压等离子体聚合技术,通过调整工作气压和反式二丁烯(T₂B)与H₂流量比制备了辉光放电聚合物(GDP)涂层. 利用傅里叶变换红外吸收光谱和元素分析法讨论了工作气压和T₂B与H₂流量比对GDP涂层内部H原子含量及结构的影响,并且通过纳米压痕技术对GDP涂层的硬度及杨氏模量进行了表征.研究结果表明:降低工作气压和T₂B与H₂流量比,GDP涂层内sp³ C 关键词： 傅里叶变换红外光谱 纳米压痕 杨氏模量 硬度     

α-AlPO4晶体弹性温度特性的研究

研究了用缓慢升温法生长的α-AlPO₄晶体的弹性温度特性。测量采用传输法,测温范围为-30—150℃;用最小二乘法拟合弹性-温度曲线;用电子计算机处理数据。给出了弹性常数c_ij和s_ij(i,j=1,2,…,6)的温度特性方程以及T₀=25℃时的一级、二级和三级温度系数。 关键词：     

基于图像的飞行器红外辐射特性测量

通过将目标在一定波段内的红外辐射等效为红外成像系统前一定距离下黑体在对应波段内的红外辐射,建立了等效辐射方程。根据黑体辐射定标实验数据,利用非线性回归方法确定了在不同的积分时间条件下红外凝视成像系统输出红外图像的灰度值与在一定距离下的黑体温度之间的定量关系,建立了辐射定标方程。在Visual C++6.0平台下,在对红外目标图像进行SUSAN滤波等预处理后,分析了已知目标距离的红外图像的灰度均值。首先根据辐射定标方程计算出目标等效为黑体的温度,然后利用等效辐射方程反推目标的红外辐射强度,以达到根据跟踪的红外图像确定红外目标辐射特性的目的。此项研究不仅可以为目标识别提供目标分类、识别和辨认所必需的光谱数据库,而且还可以为红外预警提供重要的参考数据。     

丙烯腈γ辐射聚合的NMR研究

用¹H NMR、¹³C NMR谱、自旋-晶格弛豫时间（T₁）和自旋-自旋弛豫时间（T₂）研究了丙烯腈在⁶⁰Co γ射线辐射聚合后的大分子结构变化与大分子链的运动. 结果表明随着辐射剂量增大，在单体形成聚合物的过程中，聚合物主链上出现了少量的-OH基团，继续增大辐射剂量， -OH部分被氧化. 对聚合物溶液的变温氢谱的研究表明，溶剂中的残余水与上述-OH形成氢键，且随着温度升高氢键被破坏，同时H₂O与-OH之间还存在着质子交换. 利用¹³C NMR谱对丙烯腈辐射聚合的产物进行了序列结构分析. 对T₁和T₂的研究表明，辐射剂量的增大并未影响到聚丙烯腈的链运动，证明了在丙烯腈的辐射聚合过程交联反应未发生.     

红外光纤测温仪光学系统设计原理

介绍红外光纤测温仪光学系统的设计原理,指出在测温仪中严格限制红外视场来消除杂散辐射的干扰可使温度测量值不随被测目标距离的改变而变化。     

Simple method for calculating the local effective emissivity of the blackbody cavity as a temperature sensor

A blackbody cavity is used as a temperature sensor for measuring the average temperature of the molten liquid. Due to the deviation of fabrication and installation, the detector usually receives the radiation from the different regions of the measuring cavity, so the local effective emissivity distribution is an important parameter to evaluate the measuring temperature discrepancy of a blackbody cavity sensor. We introduced the net-radiation method into the finite element method and extended it to calculate the local effective emissivity of blackbody cavities. It was applied to three typical cavities, and the calculated results are in very well agreement with those in references. This method is simple, easy to use, replicable, and very suitable to evaluate and design a novel cavity.     

基于光谱发射率函数基形式不变的辐射测温技术

近年来,随着国防、工业、科技等领域飞速发展,无论是对于军用动力发射系统还是对于民用钢铁冶炼以及高科技新兴产业,辐射温度测量都具有重要意义。尤其在温度极高且伴随着瞬态测温(小于1 μs)需求的场合,多光谱辐射测温法被广泛运用。多光谱辐射测温法是通过选取被测目标多个特征波长,测量特征波长的辐射信息,再假设发射率与波长相关的数学模型,最终求解得到辐射温度。目前,利用该方法实际测温时,光谱发射率都采用固定的假设数学模型,而针对目标在不同温度状态下,该固定模型则无法进行自适应变化。同样,在不同温度下,如何解算最终的发射率和辐射温度也没有普适性的方法。基于普朗克黑体辐射定律,提出一种被测目标在不同温度下光谱发射率函数基形式不变的思想,简称发射率函数基形式不变法。通过该方法,发射率模型可以根据物体在不同温度状态下,函数系数动态改变来进行自适应变化。同时对于如何解算最终的发射率和辐射温度也相应提出了普适性的方法。通过大量仿真验证以及实际测量光谱辐射照度标准灯和溴钨灯温度实验,证明本文提出的方法比现有的光谱发射率处理方法更加简单实用并且能够有效地提高光谱发射率的计算精度,从而提高辐射温度测量精度。同时具有实用性好、应用广泛等特点。     

热辐射体真实温度的测试研究

在辐射测温中，普遍存在一个问题，被测温度物体表面发射率影响很大，而物体的发射率很难确测量，这是因为发射率不仅与材料有关，而且还与波长，温度，表面状态（表面粗糙度，氧化程度等）有关，本文叙述一种利用多波长辐射法测量实际物体真实温度的方法，该方法利用最小二乘法原理拟合出实际热辐射体的光谱发射率曲线，从而使测量目标的真实温度成为可能。     

黑体辐射在工业冶炼金属镍中的应用

本文主要介绍一种金属镍出炉时间的自动控制方法。在冶镍炉上开一个小孔,近似认为是理想黑体,通过光路选择系统将辐射出的光照射在热电偶上,然后将热电偶上的电压信号用运算放大器放大,可以获得温度和电动势之间的关系。通过一个微控制器形成一个闭环的测温和反馈系统,以构成一个实时的控制系统.     

空间目标红外双波段比色测温法精度分析

针对空间目标与地基望远镜红外成像传感器终端之间的不确知参量将降低双波段比色测温法求解精度,且精度影响程度未知,假设目标为灰体,对包含不确知参量的最大似然估计函数关于发射率求偏导,建立基于红外探测器测量电子数的双波段比色测温数学模型,并进行双波段比色测温法的蒙特卡洛仿真实验与精度分析。对于大气透过率的估算,提出应用红外自然星体的大气透过率现场标校方法。空间目标温度反演精度与成像探测器的信噪比、大气透过率、地球热辐射以及波段之间的发射率差异等未知参量的估算精度有关。结果表明:信噪比高于20,波段之间发射率差异小于0.03,地球热辐射预测精度优于50%,大气透过率预测精度优于10%时,比色测温法优于40 K的温度估计精度。     

Thermodynamic Properties of an Atom Inside a Kerr Nonlinear Blackbody

Thermodynamic properties of a Kerr nonlinear blackbody (KNB) are investigated. It is found that below a transition temperature T _c , the free energy of a KNB radiation is larger than that in a normal blackbody. At the transition from KNB radiation state to a normal blackbody radiation state, the photon system undergoes a first-order phase transition. The thermodynamic system of an atom interacting with a KNB radiation bath is also investigated by using a thermodynamic perturbation theory. It is found that below a transition temperature T _c , the increment of the free energy of the atom is larger than that in a normal blackbody. Above T _c , the KNB becomes a normal blackbody, and the properties in a KNB turn to be the same as those in normal blackbody radiation.     

Particle effects on the emissivity and temperature of optically thick, mixed media retrieved by mid-IR emission spectroscopy

Passive diagnostics offer new ways of obtaining real-time data for the control and modeling of industrial furnaces. It has been proposed elsewhere that from the intensity profile between 3.8 and 4.7 μm one may derive the temperature of a gas-particle medium and the particle emissivity (ε_p) at 3.95 μm. This technique applies to large columns of combustion products with enough CO₂. The temperature is retrieved by finding the best fit between Planck's function and the intensity profile between 4.56 and 4.7 μm, which is that of a blackbody due to CO₂ saturation. Here we consider the effect of particles on the intensity profile and, therefore, on the retrieved temperature and particle emissivity. We derive an analytic approximation of the effective emissivity for an optically thick gas-particle mixture that includes emission and absorption due to particles and gases, along with isotropic particle scattering. The derivation follows the method of embedded invariance and has been used already for particle-only clouds. It yields a spectral solution that is applicable in other infrared regions where gas and particle optical thicknesses are large. A key parameter (χ) is the ratio of the gas absorption coefficient to the particle extinction coefficient. For χ=1 and ε_p=0.5, particle effects decrease the gas band profile by 5% from that of a blackbody. For χ<1 and ε_p<0.5, particle effects on the calculated temperature and particle emissivity are noticeable and particle effects should be considered. If χ is known, an iterative procedure may be used to calculate temperature and particle emissivity. We illustrate this procedure with data from a coal-fired boiler. Accounting for particle effects, temperatures were 4% higher (at about 1500 K) and particle emissivities 28% lower (for ε_p within 0.3-05) than without considering these effects.