| 【中文题名】 | 落管中辐射测温系统的设计与研究 |
| 【英文题名】 | Design and Study on System of Radiation Temperature Measurement in Drop Tube |
| 【学科专业】 | 光学工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-5-23 |
| 【中关键词】 | 辐射测温,落管,比色,测温系统,, |
| 【英关键词】 | Radiation temperature measurement,Drop tube,Colorimetry,Temperature measurement system, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>数据处理、数据处理系统>集中检测与巡回检测系统 |
| 【论文摘要】 | 落管是一种在地面上模拟微重力环境的实验设备，主要用于研究合金或金属在无容器和微重力环境下的过冷和凝固过程，其中温度测量系统是其一个重要组成部分。论文对落管中温度测量系统的国内外现状与进展、辐射测温原理、测温探头以及工作波长和带宽的选择、测温电路的设计等做了论述。本文从理论上研究了辐射测温的意义、原理和方法，分析设计了一种落管中的辐射测温系统，主要内容如下：
讨论了辐射度量学和辐射能的传输特性，然后从普朗克公式出发，分析了辐射测温的一些基本定律，这是辐射测温的理论基础。介绍了几种常见辐射测温方法的原理和特性，包括全辐射测温法、亮度测温法、比色测温法以及多光谱测温法。详细研究了比色高温计和比色测温法，对各种比色高温计的结构和特性进行了分析。然后对多光谱测温法的数学模型和数据处理方法作了简单介绍。
介绍了落管测温系统的基本结构组成、工作原理、静态测温系统和动态测温系统。介绍了样品降落过程中的不同形态及温度变化过程。依据红外测温基本原理设计了静态测温系统，用于确定样品下落的初始温度，包括红外测温计、数据采集系统和数据处理及温度显示系统，并对静态测温系统进行了标定和误差分析，得出整个系统误差... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
3-4 |
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Abstract |
4-7 |
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第一章 绪论 |
7-15 |
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1.1 引言 |
7-9 |
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1.2 非接触测温的发展概况 |
9-11 |
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1.3 落管测温系统简介及研究现状 |
11-14 |
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1.3.1 空间环境的主要特征及无容器处理的科学意义 |
11-12 |
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1.3.2 落管无容器技术及测温系统简介 |
12-13 |
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1.3.3 落管测温系统的研究状况及趋势 |
13-14 |
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1.4 本论文的主要工作 |
14-15 |
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第二章 辐射测温的理论基础及方法 |
15-35 |
|
2.1 引言 |
15 |
|
2.2 辐射度量学基础 |
15-17 |
|
2.2.1 基本辐射量 |
15-17 |
|
2.2.2 辐射度量与光度量之间的关系 |
17 |
|
2.3 辐射能的传播 |
17-20 |
|
2.3.1 辐射能逆二次方传播定律 |
17-18 |
|
2.3.2 朗伯(Lambert)余弦定律 |
18-20 |
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2.4 辐射在传输媒质中的衰减 |
20-21 |
|
2.4.1 反射比、吸收比和透射比 |
20-21 |
|
2.4.2 吸收系数、散射系数和衰减系数 |
21 |
|
2.5 辐射测温的基本定律 |
21-24 |
|
2.5.1 普朗克定律 |
21-22 |
|
2.5.2 斯蒂芬-玻耳兹曼定律 |
22-23 |
|
2.5.3 维恩位移定律 |
23-24 |
|
2.6 辐射测温的基本方法 |
24-33 |
|
2.6.1 全辐射测温法 |
24-25 |
|
2.6.2 亮度测温法 |
25-26 |
|
2.6.3 比色测温法 |
26-31 |
|
2.6.4 多光谱测温法 |
31-33 |
|
2.7 本章小结 |
33-35 |
|
第三章 落管测温系统的组成 |
35-42 |
|
3.1 引言 |
35 |
|
3.2 落管结构组成及样品温度变化过程 |
35-36 |
|
3.3 静态测温系统 |
36-41 |
|
3.3.1 红外测温计的原理 |
37-38 |
|
3.3.2 静态测温系统的设计 |
38-40 |
|
3.3.3 静态测温系统的标定及实验误差分析 |
40-41 |
|
3.4 动态测温系统 |
41 |
|
3.5 本章小结 |
41-42 |
|
第四章 动态测温系统 |
42-62 |
|
4.1 引言 |
42 |
|
4.2 动态测温系统简介 |
42-43 |
|
4.2.1 落管实验过程 |
42 |
|
4.2.2 动态测温系统组成及特性 |
42-43 |
|
4.3 光电探测器的选择 |
43-47 |
|
4.3.1 探测器的种类 |
43-44 |
|
4.3.2 探测器的性能参数 |
44-45 |
|
4.3.3 探测器的选择 |
45-47 |
|
4.4 测温系统波长及带宽的选择 |
47-49 |
|
4.4.1 波长的选择 |
47-49 |
|
4.4.2 带宽的选择 |
49 |
|
4.5 下落过程中样品性质随其尺寸的变化规律 |
49-52 |
|
4.6 光电检测及信号处理电路的设计 |
52-57 |
|
4.6.1 检测系统设计方案 |
52-53 |
|
4.6.2 微处理器 |
53-54 |
|
4.6.3 放大电路 |
54 |
|
4.6.4 A/D转换电路 |
54-56 |
|
4.6.5 通信电路的设计 |
56 |
|
4.6.6 数据处理 |
56-57 |
|
4.7 测温系统的误差分析 |
57-61 |
|
4.7.1 环境辐射对单色测温系统的影响 |
57-60 |
|
4.7.2 环境辐射对比色测温的影响 |
60-61 |
|
4.8 本章小结 |
61-62 |
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第五章 结论与展望 |
62-64 |
|
参考文献 |
64-68 |
|
攻读硕士期间发表的学术论文及参加的科研项目 |
68-69 |
|
发表和完成的学术论文 |
68 |
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参加的科研项目 |
68-69 |
|
致谢 |
69-70 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.382999 |
