了解一下高溫黑體輻射源的研究及設(shè)計吧
2020-10-24
高溫黑體輻射源在輻射測量領(lǐng)域具有極其重要地位，因而一直是各國輻射學(xué)界研究的重點課題。低溫和中溫黑體輻射源的技術(shù)已經(jīng)較為成熟，而高溫黑體輻射源由于其溫度較高這一特點，國內(nèi)只有幾家科研機(jī)構(gòu)以及單位能夠生產(chǎn)。
本文對開口式高溫黑體輻射源進(jìn)行了設(shè)計，為后續(xù)的產(chǎn)品實際生產(chǎn)提供參考.設(shè)計的高溫黑體輻射源技術(shù)指標(biāo)如下: 1)黑體空腔有效發(fā)射率大于0.998; 2)空腔內(nèi)壁溫度分布均勻，溫差小于1℃; 3)工作溫度范圍為800-1600℃C; 高溫黑體輻射源的研究主要包括三個方面:黑體輻射源空腔有效發(fā)射率計算及空腔結(jié)構(gòu)設(shè)計;高溫黑體輻射源的整體熱設(shè)計;黑體輻射源發(fā)射率驗證.
本文開展的具體工作如下: 首先，用蒙特卡羅法對空腔有效發(fā)射率進(jìn)行了理論計算，分析了黑體空腔有效發(fā)射率的主要影響因素。
基于計算結(jié)果，對黑體空腔的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行了設(shè)計，得到了內(nèi)壁溫度均勻時，有效發(fā)射率高于0.998的空腔結(jié)構(gòu)。
其次，對高溫黑體輻射源進(jìn)行了整體熱設(shè)計.包括材料的選擇，溫度均勻性的實現(xiàn)以及溫度穩(wěn)定性控制三個方面.借助Fluent軟件，對高溫黑體輻射源的內(nèi)部溫度場進(jìn)行數(shù)值模擬，設(shè)計出了一個性能優(yōu)異的帶補償腔和輔助加熱的黑體輻射源。
結(jié)果表明，高溫度接近1600℃C時，其空腔內(nèi)壁溫差小于1℃后，對實際黑體輻射源的發(fā)射率驗證方法進(jìn)行了研究。
采用間接測量方法對高溫黑體輻射源進(jìn)行了發(fā)射率驗證并分析了測量結(jié)果的不確定度。利用該黑體輻射源對德國公司生產(chǎn)的傅里葉紅外光譜儀進(jìn)行了實驗校準(zhǔn)。
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