组件与非组件式热阴极的热特性分析

 利用ANSYS软件研究了组件式热阴极与非组件式热阴极在阴极温度分布和启动时间等特性上的异同，并与实验结果进行对比。结果表明：组件与非组件式结构的阴极表面温度分布都十分均匀,组件式阴极钼筒外表面的温差与热子输入功率成正比；组件式阴极的钼筒外温度、阴极温度高于非组件式的，而热子温度明显低于非组件式的，但非组件式阴极启动更快；非组件式阴极通过增加阴极下表面发射率可以显著升高阴极温度，增加热子发射率可以显著降低热子温度，从而热性能也能达到与组件式阴极相近水准。     

爆炸水雾扑灭油火过程的实验研究

爆炸水雾灭火是一种高效、快捷的新型灭火方式。为了研究爆炸水雾与油火的作用过程,采用CCD摄像机、微细热电偶、红外测温仪3种测试手段,获得了爆炸水雾与油火作用的图像以及灭火过程中温度的变化情况。实验结果表明:爆炸水雾在冲击油面后温度发生了突降,温度突降时间与CCD记录的水雾扑灭明火的时间一致;当水袋位于油盘正上方1.0m、炸药量为2.02g、水量为3kg时,灭火持续时间约为200ms;微细热电偶能够较准确地反映爆炸水雾灭火过程的温度变化,而红外测温仪可作为辅助测温手段定性分析灭火过程中的温度变化。     

基于红外检测技术的旋转轮盘的温度测量

介绍了红外测温仪的工作原理和用红外测温技术测量旋转轮盘温度的结构原理。从旋转轮盘需要低温测量和高温测量的实际要求选取了合适的红外测温仪型号。对某型发动机涡轮盘在加温状态的同一点温度分别采用红外测温仪和热电偶进行了测量。结果表明,红外测温系统可以达到较高的测量精度,可满足工程实际的需要。     

碳纤维阴极发射均匀性的实验研究

 分别用自制浸渍碘化铯（CsI）针式环状碳纤维阴极和环状不锈钢阴极所产生的电子束轰击尼龙目击靶,研究碳纤维阴极发射均匀性。在碳纤维阴极电子束轰击的目击靶上得到了均匀的烧蚀痕迹,而不锈钢阴极电子束轰击的目击靶上烧蚀痕迹不均匀,表明碳纤维阴极发射电子束的均匀性优于不锈钢阴极。分析认为两阴极不同的发射机制及其所特有的材料性质和结构导致其发射电子束均匀性的差异。用光学显微镜和电子显微镜对不锈钢阴极尖端和碳纤维阴极尖端和侧面进行扫描,发现不锈钢阴极仅尖端处被烧蚀,而碳纤维阴极尖端和侧面都有烧蚀痕迹,验证了碳纤维阴极由场发射和表面闪络共同作用的发射机制的假设分析。     

行波管电子枪热分析与结构优化设计

利用ANSYS软件建立某Ka波段行波管2 mm阴极电子枪的有限元模型,并进行稳态及瞬态热分析,提取热流矢量图与温度分布图,得到阴极稳态时的温度分布及预热时间。对电子枪样品进行实验测试,得到的实测温度与模拟温度相差2%,因而在误差允许的范围内有限元方法是可行的。根据热流矢量图对热屏蔽筒进行结构优化,优化后,阴极温度比优化前提高了28 ℃,整枪最高温度提高了27 ℃,阴极预热时间缩短了40 s,缩短幅度达到33％。优化后的结构较大程度地提高了阴极的快启动性能,提升了行波管的快速反应能力。     

液氮冷冻刀温度检测与显示系统实现

针对液氮冷冻设备监测和控制的需要,以单片机STC12C5410AD为控制核心,采用K型热电偶传感器为测温元件,设计并实现了液氮冷冻刀的温度检测与显示系统。最后将液氮冷冻刀刀头放入不同温度的介质中,对系统进行了验证,结果表明:系统测得的温度值与红外测温仪测得的温度值基本吻合,满足冷冻设备要求,具有一定的临床应用价值。     

太阳辐射下不同绿化植被表面温度的观测

地表温度直接影响着城市地表热场的分布和地表气温的高低,从而影响城市小气候环境。在太阳辐射条件下,利用红外测温仪连续观测桂林市不同绿化植被种类、水泥地、干燥裸土的表面温度,研究不同植被种类由于蒸腾作用不同所造成的表面温度差异,为城市绿化降低城市地表热场的热效应而合理选择植被种类。结果表明,樟树、紫荆等叶片的面积较大或者叶片表面的角质层较少,蒸腾作用较强,其表面温度日最高值低于裸土、水泥地分别约6℃、14℃,降温效果较显著;次之桂花、银杏和竹子的表面温度日最高值低于裸土、水泥地分别约4℃、12℃;棕榈、草地的蒸腾作用相对较弱,其表面温度日最高值低于裸土、水泥地分别约2℃、10℃,降温效果较差。     

超细钼丝亚硫酸盐脉冲镀金实验研究

 超细钼丝是Z-pinch物理实验常用的材料之一。采用亚硫酸脉冲镀金技术,在超细钼丝上镀制一层均匀致密的金层来改善钼丝性能。实验研究和优化了影响镀层质量和沉积效率的主要工艺条件,优化后的阴极电流密度2 mA/cm²,溶液pH值8.5,溶液温度40°。用扫描电镜观察镀金钼丝的表面形貌及镀层质量;用划痕法测试了镀层与钼丝表面的结合力。实验结果表明,采用经过优化的镀金工艺能够在直径小于15 μm的钼丝上镀制厚度0.6~2.5 μm的致密金层,且能够有效地降低钼丝表面的粗糙度和提高抗氧化能力,满足Z-pinch实验的需要。     

冷表面上水滴冻结过程的研究

本文对冷表面上的水滴冻结过程进行了研究.用显微成像系统对该过程进行了现象观察,采用热电偶对水滴中心温度进行了测量.实验发现,水滴温度随冷表面温度下降而下降,稍低于0℃时没有显著相变.水滴温度继续降低到约-5℃时发生明显相变,同时,水滴中心温度迅速回升并维持在稍低于三相点温度,冻结锋面到达热电偶所在的水滴中心位置后又逐渐下降,直到非常接近冷表面温度.建立了该过程的数学模型并进行了数值模拟,结果与实验基本符合.     

应用热成象技术测量高温气流温度场

１前言高温风洞的温度高达１７００℃,流速达０．９马赫数。为了测量风洞中气流温度分布的均匀性,通常采用铂铑３０－铂铑１０热电偶温度传感器,但是它只能采用逐点移测法,因此它不可能在同一时刻将一条检测线上气流温度测量出来。同时在高温气流测量时,热电偶接点由...     

深紫外激光光发射与热发射电子显微镜在热扩散阴极研究中的应用

对热扩散阴极表面微区发射状态进行原位观察和分析一直是热阴极研究的重要课题.本文着重介绍深紫外激光光发射电子/热发射电子显微镜的基本原理及其在热扩散阴极研究中的典型实例.系统配备了高温激活所用的加热装置,样品可被加热至1400℃.系统具有光发射电子、阴极热发射电子、光发射电子和阴极热发射电子联合三种电子成像模式.应用表明,对于热扩散阴极而言,深紫外激光光发射电子像适于呈现阴极表面的微观结构形貌;热发射电子像适于反映阴极表面的本征热电子发射及均匀性;光电子和热电子联合成像适于对阴极表面的有效发射点做出精确定位.     

新型的覆纳米粒子薄膜阴极的研究

采用直流磁控溅射的方法制备出Ir金属纳米粒子薄膜.利用扫描电子显微镜分析了纳米粒子的形态和分布以及不同工艺条件对粒子粒径及形貌的影响,表明纳米粒子的大小可通过调节溅射气体压强来控制.在25%孔度的W海绵基体内浸入6∶1∶2铝酸盐发射物质,然后在其表面沉积上厚度为200—500 nm的纳米粒子薄膜层,最后在H₂气中1200℃烧结,即制成了新型纳米粒子薄膜阴极.利用阴极发射微观均匀性测试仪对纳米粒子薄膜阴极和传统覆膜阴极的热电子发射的均匀性进行了对比研究.采用飞行时间质谱仪测试了真空本底、纳米粒子薄膜阴极、传统覆膜阴极等各种阴极蒸发物的成分,研究了阴极蒸发速率与阴极温度的关系,比较了不同阴极蒸发速率的大小.研究了Ba-W阴极覆上纳米粒子薄膜后的发射特性. 关键词： 纳米粒子薄膜 热阴极 发射均匀性 蒸发     

用于真空弧等离子体放电阴极温度场测量的多光谱高温计

阴极表面温度是真空弧等离子体放电过程中一个重要参数,对真空弧等离子体的形成、电极腐蚀预测、热传导以及离子源的寿命都有重要影响。真空弧离子源的阴极具有目标小,放电过程快等特点,其温度的测量,对于时间分辨率和空间分辨率要求都很高,阴极表面温度的测量技术的欠缺,使得仅靠理论解析获得的结果难以得到验证。并且等离子体放电过程中测量仪器极易受到弧光的影响,如何避免放电过程中等离子体的辐射也是采用辐射法测量阴极表面温度要考虑的问题。这无疑给其温度场的测试研究带来困难。针对脉冲真空弧等离子体开展阴极表面温度测试实验有着重要意义,在分析了真空弧等离子体放电特性以及背景辐射特性和等离子体放电阴极测温的实际需求,本文基于高速CCD相机研制了一种新型的多光谱高温计。该高温计采用单色高速CCD相机,主要避免RGB彩色相机不能完全滤除背景辐射的弧光。为使用单色CCD相机实现多光谱辐射测温,设计了高温计的光学系统,该系统采用4孔径分光系统。将4种不同波长的滤光片嵌入到1个滤光片中。该研究设计的高温计可用于2 000~6 000 K的等离子体温度测量。并在中国工程物理研究院电子工程研究所进行现场测试,测试过程中将研制的高温计,通过外部触发形式对等离子体放电过程进行跟踪拍摄,高温计完全拍摄到等离子体放电过程。利用真空弧等离子体金属电极阴极放电的实测数据对高温计进行了验证。实验结果表明,设计的新型多光谱高温计能够用于测量真空弧等离子体放电时阴极温度场信息,测量的温度值低于放电电极的沸点温度,与等离子体放电过程中出现气化现象相符,说明高温计测的是等离子体放电阴极的温度。     

Application for optical thermometers calibration based on virtual instruments

In this paper we present a new developed application for calibration of optical thermometers which is implemented in the Serbian Metrology Institute. The method for calibration of optical thermometer–pyrometer is based on measuring blackbody temperature via thermocouple standards and measuring voltage on pyrometer in temperature range from 550 to 1650 °C. The objective is to precisely determinate calibration curve of pyrometer—transfer function. The metrology traceability was realized through thermocouples standard which has traceability to the international standard. A developed application has a role to control and supervise calibration process. Based on virtual instruments (VI), application offers monitoring measurement parameters in real time on three charts. The main advantage of the developed VI application is reduction of measurement uncertainty of type A by increased accuracy with multi—temperature measurement up to 3 thermocouples on temperature equilibrium in the measurement system and automatic data processing by converting voltage to temperature, calculating the mean value and standard deviation of the mean value. Advantage is also reflected in permanent data logging while application is running and low cost and user friendly interface One of the goals is to improve quality of metrological services through this application and support the establishment of a traceability chain to SI.     

Study on electron emission suppression characteristic of molybdenum grid coated with Hf film by ion beam assisted deposition

Hf was deposited onto the surface of molybdenum grids by ion beam assisted deposition (IBAD). The electron emission characteristics from molybdenum grids with and without Hf, which were contaminated by active electron emission substances (Ba, BaO) of the cathode, were measured using an analogous diode method. The results show that electron emission from the grid coated with Hf film was less than that from molybdenum grid without Hf. The mechanism for electron emission suppression of the grids coated with Hf film was discussed.     

Degradation factors of a new long life cathode

This paper analyses the degradation factors of a new long life coated impregnated cathode after accelerated life test. The surface state of the cathode is investigated with scanning electron microscope (SEM) as well as the content and variation of the various elements on the surface and the longitudinal section of the cathode are analyzed with Auger electron spectroscopy (AES) before and after the life test. The analyzing results with SEM show that the cathode coating shrinks at the life end and leads to a rise in its work function. The analyzing results with AES show that the percent of the W increases and the active materials Ba decreases on the cathode surface at the life end. Furthermore, there is less Ba underneath the cathode surface but still a lot of Ba in the tungsten matrix at the life end.     

测量爆炸火焰真温的多光谱温度计的研制——现场实验与测量精度分析

研制了可用于大型爆炸现场的、 测量爆炸火焰真温的多光谱温度计(量程为800~3 500 ℃,波长范围为0.6~1.1 μm)。测量原理进一步改进,加入亮温逼近法解决了二次测量法初值选取困难的问题,并应用此高温计在空旷场地对3 kg TNT炸药爆炸的全过程进行测量。通过实验结果的分析可知,此高温计可以测量爆炸火焰真温变化全过程,对波阵面瞬时温度与燃烧火球温度的测量均具有很好的效果。同时,分析了影响此高温计测量精度的各个因素,得出目前制约多光谱高温计测量精度提高的主要因素仍然为真温算法及标定方法的误差,这为今后研制高精度高温计明确了方向。     

Determination of Interior Surface Temperature Using Luminance Measurement of Thermochromic Liquid Crystals

This paper presents a new method to measure interior surface temperature distributions. An image-resolved luminance measurement camera is used to capture light transmitted through thermochromic liquid crystals (TLC). These crystals change their optical properties with temperature. The experiments clearly show a unique relationship between temperature and the luminance value of the TLC. A calibration function is detected to transform the measured luminance distribution into corresponding temperatures. The developed method is applied to a model of an automotive headlamp. The data are compared with results obtained by using standard techniques such as infrared camera and thermocouple measurement. By that, a reasonable accuracy of the developed method of about ± 0.7°C can be determined. Knowing the temperature on both inner and outer surfaces, the heat transfer can be evaluated.     

自动多波段红外海洋表面温度辐射系统研究

针对我国海洋遥感定标检验技术的研究,设计了一种能够自动测量海水表面温度的多波段红外辐射系统,其分辨率优于0.1℃,精度优于±0.5℃。系统采用了4个波段,即3.5～4.0μm,8～13μm,10.3～11.3μm和11.5～12.3μm。内部光学系统通过两个不同温度的参考黑体进行实时校正,保证光学系统被盐雾沉积后也不影响整个系统的精度。另外,为了防止恶劣天气对系统的影响,还设计了一个由雨量传感器触发的自动保护罩。通过实验室标定和岸边实验对系统精度和稳定性进行了实验验证。