了解一下高溫黑體輻射源的研究及設計吧
2020-10-24
高溫黑體輻射源在輻射測量領域具有極其重要地位，因而一直是各國輻射學界研究的重點課題。低溫和中溫黑體輻射源的技術已經較為成熟，而高溫黑體輻射源由于其溫度較高這一特點，國內只有幾家科研機構以及單位能夠生產。
本文對開口式高溫黑體輻射源進行了設計，為后續(xù)的產品實際生產提供參考.設計的高溫黑體輻射源技術指標如下: 1)黑體空腔有效發(fā)射率大于0.998; 2)空腔內壁溫度分布均勻，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)射率計算及空腔結構設計;高溫黑體輻射源的整體熱設計;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。
基于計算結果，對黑體空腔的結構尺寸進行了設計，得到了內壁溫度均勻時，有效發(fā)射率高于0.998的空腔結構。
其次，對高溫黑體輻射源進行了整體熱設計.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部溫度場進行數(shù)值模擬，設計出了一個性能優(yōu)異的帶補償腔和輔助加熱的黑體輻射源。
結果表明，高溫度接近1600℃C時，其空腔內壁溫差小于1℃后，對實際黑體輻射源的發(fā)射率驗證方法進行了研究。
采用間接測量方法對高溫黑體輻射源進行了發(fā)射率驗證并分析了測量結果的不確定度。利用該黑體輻射源對德國公司生產的傅里葉紅外光譜儀進行了實驗校準。
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