Измерение излучательной способности непрозрачных веществ в конденсированной фазе по спектру теплового излучения

• Автор: Пырков, Юрий Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 73 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение. Постановка задачи.
ГЛАВА 1. Обзор оптических методов бесконтактного измерения температуры и излучательной способности.
1.1. Оптические методы измерения температуры.
1.2. Методы измерения излучательной способности.
ГЛАВА 2. Методика измерений спектров теплового излучения сильно нагретых тел и алгоритм обработки этих спектров.
2.1. Алгоритм обработки спёктров.;.
2.1.1. Теоретическое обоснование метода.
2.1.2; Алгоритм обработки спектров.
2.1.3. Пример работы алгоритма.
2.2. Экспериментальная установка для измерения спектров теплового излучения сильно нагретых тел.
2.2.1 Общая схема измерительной установки.
2.2.2. Система управления монохроматором.
2.2.3. Система регистрации сигнала.
2.2.4. Измерение спектров.
2.2.5. Калибровка.

ГЛАВА 3. Исследование спектров собственного теплового излучения различных объектов.
3.1. Объекты исследования.
3.2. Измерение излучательной способности боковой поверхности излучающей трубки лампы АЧТ.
3.3. Вольфрам.
3.4. Рений.
3.5. Тантал.
3.6. Ниобий.
3.7. Цирконий.
3.8. Излучательная способность осветителя с галогенной лампой КГМ-70.
Основные результаты работы.
Заключение.
ЛИТЕРАТУРА

Введение
Оптическая пирометрия широко используется в ряде важных направлений науки и отраслей промышленности. Интенсивность теплового излучения тел резко убывает с уменьшением температуры (Т), поэтому методы оптической пирометрии обычно применяют в случае необходимости измерения относительно высоких температур. При Т < 1000°С они играют второстепенную роль, но при Т > 1000°С становятся основными, а при Т > 3000°С — практически единственными методами измерения температуры. Необходимость использования оптических пирометров обусловлена тем, что при их использовании не требуется контакта датчика измерительного прибора с объектом, температура которого измеряется.
Основы оптической пирометрии впервые наиболее полно изложены в классическом труде «Оптическая пирометрия» [1] Густава Рибо - ученика Ле Шателье. Этот труд более четверти века служил настольной книгой не только для метрологов, но и для всех исследователей, серьезно интересующихся вопросами измерения температуры по излучению. Густав Рибо изобрел и изготовил первый пирометр с «исчезающей нитью». Однако его книга в основном посвящена визуальной пирометрии, в которой приемником излучения является человеческий глаз, и в настоящее время такой подход считается устаревшим.
Достигнутый в настоящее время уровень развития оптической пирометрии позволяет измерять яркостную температуру абсолютно черного тела (АЧТ) с точностью до сотых долей градуса с помощью лабораторных, образцовых яркостных пирометров. Точность измерений при этом в первую очередь зависит от строгости выполнения основного условия пирометрических измерений - близости к единице излучательной способности исследуемого объекта. Для выполнения этого условия обычно

вращения ШД был разработан и изготовлен блок управления собственной конструкции. Вместо одного, общего для всех обмоток балластного сопротивления, для каждой обмотки были установлены отдельные сопротивления большего, чем в стандартной схеме, номинала и таким образом была уменьшена постоянная времени (T-L/R) скорости нарастания и спада тока при включении и при выключении обмоток, соответственно. Естественно, для сохранения номинального значения тока покоя в обмотках, напряжение питания также было увеличено. Защитные диоды, которые служат для ограничения броска напряжения, возникающего в результате выключения тока через обмотку ШД, подключались не напрямую к обмоткам, а после балластных сопротивлений. В результате скорость вращения ШД увеличилась по сравнению с номинальной в 2 - 2.5 раза и общее время измерения спектра в длинноволновом диапазоне стало менее получаса.
2.2.3. Система регистрации сигнала
В работе использовались Si и InSb фотодетекторы. В коротковолновой области спектра (0.6 мкм - 1.0 мкм), где действует приближение Вина, использовался широко распространенный кремниевый фотодиод ФД-7К, который работал при комнатной температуре. Для расширения охватываемого спектрального диапазона и улучшения соотношения сигнал/шум использовался охлаждаемый жидким азотом InSb-фотоприемник (фотосопротивление) фирмы INFRARED ASSOCIATES, INC. из набора приемников, к фурье спектрометру IFS-113V, фирмы BRUKER.
В качестве' предусилителя для фотодиода ФД-7К использовался широкополосный (10-106 Гц) предусилитель с высоким входным сопротивлением (> 10 Мом) описанный, в книге [41]. Для InSb-