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了解一下高温黑体辐射源的研究及设计吧

2020-10-24

  高温黑体辐射源在辐射测量领域具有极其重要地位,因而一直是各国辐射学界研究的重点课题。低温和中温黑体辐射源的技术已经较为成熟,而高温黑体辐射源由于其温度较高这一特点,国内只有几家科研机构以及单位能够生产。
 
  本文对开口式高温黑体辐射源进行了设计,为后续的产品实际生产提供参考.设计的高温黑体辐射源技术指标如下: 1)黑体空腔有效发射率大于0.998; 2)空腔内壁温度分布均匀,温差小于1℃; 3)工作温度范围为800-1600℃C; 高温黑体辐射源的研究主要包括三个方面:黑体辐射源空腔有效发射率计算及空腔结构设计;高温黑体辐射源的整体热设计;黑体辐射源发射率验证.
 
  本文开展的具体工作如下: 首先,用蒙特卡罗法对空腔有效发射率进行了理论计算,分析了黑体空腔有效发射率的主要影响因素。
 
  基于计算结果,对黑体空腔的结构尺寸进行了设计,得到了内壁温度均匀时,有效发射率高于0.998的空腔结构。
 
  其次,对高温黑体辐射源进行了整体热设计.包括材料的选择,温度均匀性的实现以及温度稳定性控制三个方面.借助Fluent软件,对高温黑体辐射源的内部温度场进行数值模拟,设计出了一个性能优异的带补偿腔和辅助加热的黑体辐射源。
 
  结果表明,高温度接近1600℃C时,其空腔内壁温差小于1℃后,对实际黑体辐射源的发射率验证方法进行了研究。
 
  采用间接测量方法对高温黑体辐射源进行了发射率验证并分析了测量结果的不确定度。利用该黑体辐射源对德国公司生产的傅里叶红外光谱仪进行了实验校准。

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