基于FT-IR的材料光谱发射率测量的标准装置研究

摘要

物体表面的发射率受多种因素的共同影响，主要取决于物质的种类、表面温度和表面状况。不同物体之间的发射率存在很大的差异，同一物体的发射率又随着温度、表面粗糙度、表面受氧化程度等的不同而又有所不同。并且由于测量装置的不同，仪器的非线性、环境的杂散光、温度测量的不准确性等的影响，发射率的精确测量一直难以实现。特别是对材料在低温环境下的发射率的测量，发射率测量的不确定度较大。然而，随着社会的不断发展进步如何精确测量材料的发射率在现代军事技术、航空航天、能源电力等方面具有重大的研究和应用价值。
　　目前，代表该领域最先进的测量技术是使用傅立叶变换光谱仪来测试材料的光谱发射率。由于其突出的优点已在许多国家的实验室、科研单位等建立了各种测量装置。为了实现高精度、快速测量材料的光谱发射率，中国计量科学研究院热工所在原有的基于光栅单色仪测量材料发射率基础之上准备建立一套基于傅立叶变换光谱仪的材料光谱发射率及黑体辐射谱测量的标准装置。
　　本课题目的是建立一套基于傅立叶变换光谱仪的材料光谱发射率测量的标准装置，能够实现温度范围150℃～750℃之间，光谱范围2～14μm内固体材料的光谱发射率的精确测量。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景和意义

1．2 FT-IR在材料光谱发射率测量中的国外研究现状

1．2．1 德国

1．2．2 美国

1．2．3 日本

1．2．4 英国

1．3 FT-IR在材料光谱发射率测量中的国内研究现状

1．3．1 中国航天工业总公司第一计量测试研究所

1．3．2 哈尔滨工业大学

1．4 FT-IR的基本原理及在材料发射率测量中的优势

1．4．1 傅立叶光谱仪光学原理

1．4．2 傅立叶变换光谱仪的理论

1．4．3 傅立叶变换光谱仪的主要优点

1．5 本课题主要研究内容

第2章 基于FT-IR的材料发射率测量标准装置的建立

2．1 FT-IR装置下发射率测量原理

2．2 FT-IR下发射率测量装置的建立

2．2．1 傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)装置介绍

2．2．2 样品加热装置介绍

2．2．3 黑体辐射源装置介绍

2．2．4 光学系统装置介绍

2．3 本章小结

第3章 三种不同热风枪加热装置的性能比较

3．1 双向对吹型导风管出口温场分布测试实验

3．2 四出风口温场分布测试实验

3．3 双热风枪两向对吹型出口温场测试

3．4 双热风枪直通型导风管下某低导热系数材料内部温场测试

3．5 本章小结

第4章 FT-IR光谱发射率测量装置性能实验

4．1 基于傅立叶变换光谱仪的发射率测量装置

4．2 傅立叶光谱仪器的性能测试

4．2．1 傅立叶光谱仪的波长标定实验

4．2．2 傅立叶光谱仪的重复性测试实验

4．2．3 傅立叶光谱仪的分辨率测量实验

4．2．4 傅立叶光谱仪的能量分布实验

4．3 装置测试

4．4 不同光阑孔径对能量谱线的影响

4．5 某铝片材料的发射率测试

4．6 本章小结

第5章 几种不同材料的光谱发射率测试

5．1 高温黑漆Pyromark-1200样品的发射率测试

5．2 某氧化不锈钢材料的发射率测试

5．3 某低导热系数材料的发射率测试

5．4 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢

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