TPH型真空炉测试方法改进

TPH型真空炉温度均匀性测试系统的温度补偿系统在长时间使用后存在温度补偿性能下降的问题,从而无法实现精确补偿,影响炉温均匀性测试结果。同时,加热设备控温热电偶测量端位置对设备性能有重要影响。本文从以上两个方面对TPH型真空炉测试方法的改进进行了论述。     

100～400K真空红外亮温标准黑体辐射源研制

介绍了中国计量科学研究院研制的100~400K真空红外亮温标准黑体辐射源的工作原理、结构、性能测试方法及测试结果。黑体辐射源通过液氮制冷与3温区控制实现了100~400K范围内的温度控制。在真空环境下,测试了其在温度范围100~400K轴向温度均匀性、底部温度稳定性等技术指标,结果表明均匀性优于0.120K,控温稳定性优于0.020K/20min;在室温大气环境下,利用基于控制环境辐射的发射率测量方法测量了黑体空腔发射率,空腔法向发射率为0.9998。采用基于蒙特卡罗黑体发射率仿真计算方法分析轴向温度均匀性对空腔发射率的影响,分析了标准黑体辐射源的不确定度来源,在8~16 μm波长亮度温度的合成标准不确定度优于0.030K。     

计量检测用管式电阻炉温度场均匀性的应用探讨

管式电炉温度场在温度计量领域中有着很关键的作用，是提供恒温场的主要设备，同时对生产热电阻、热电偶等材料起着关键作用，因为管式电炉主要用于各类传感器的校准或检定。本研究就主要介绍管式电电阻炉温度场的应用，让读者对计量检测所用的管式电阻炉温度场均匀性的应用有一定的了解，为欲在该领域有所建树的读者开启一条通道。     

中温区真空标准黑体辐射源研制

介绍了中国计量科学研究院研制的中温区真空标准黑体辐射源的结构设计,工作原理,测试结果和不确定度评定。黑体辐射源工作温度范围为320～500K,黑体空腔开口直径为50mm,空腔深度为260mm,表面喷涂了耐高温漆,空腔发射率优于0.999。真空环境下测试了黑体在335～500K温度范围内的轴向温度均匀性,温度稳定性及黑体辐射源亮度温度等性能指标,结果显示黑体温度均匀性优于0.15K,40min内温度稳定性优于0.03K。分析了黑体辐射源的不确定度来源,黑体辐射源的合成标准不确定度优于0.04K。     

H500型红外遥感定标高精度真空黑体辐射源的研制

对中国计量科学研究院研制的温度范围覆盖-93~220℃的H500型红外遥感定标高精度真空黑体辐射源进行了介绍。采用圆柱圆锥黑体腔和双层4段PID控温,在真空低背景(液氮冷却)环境下对该黑体进行了性能测试,在大气室温环境下,利用控制环境辐射反射比发射率测量方法测量了黑体空腔发射率和利用红外标准辐射温度计测量空腔底部温度均匀性等指标。实验结果表明,该黑体辐射源升温速率为1℃/min下,控制到温度点的稳定时间优于50 min,并且10 min内的温度稳定性在0.01℃以内;黑体温度设置在20℃、30℃和50℃下空腔发射率的测量结果分别为0.9965、0.9966和0.9963;其黑体底部温度均匀性优于0.03℃;在整个温度区域内扩展不确定度优于0.1℃(k=2)。     

燃气热处理炉温度均匀性测试结果影响因素分析

正一、温度均匀性测试影响因素在温度均匀性检测过程中,涉及两套测量控制系统:一是炉温控制系统,二是温度均匀性测试系统。温度均匀性测试结果的影响因素也主要来自这两个方面。1.控温系统温控系统一般由热电偶、补偿导线、温控仪表或PLC等部分组成,各组成部分的误差、检测热电偶的位置、参考端温度、仪表控制调节参数的选择都会对控温质量产生影响,从而导致测试准确度的失准。     

负载状况下管式炉温度场测量方法的研究

管式炉也称热电偶检定炉,是一种重要的恒温设备,用于检定或校准各型温度传感器。管式炉炉温温场性能直接关系到各类高温传感器的计量性能,温度传感器的准确可靠对于工业生产和科技研发至关重要。所以要研究制定负载状况下管式炉温度场测试方法以提高管式炉温度场分布的均匀性。     

基于传热学的低气压/真空综合环境试验设备校准技术研究

目前低气压/真空综合环境试验设备可参照的计量校准依据并不全面。针对不同压力范围的综合环境试验设备对其适用的标准规范进行分析,并通过数值模拟的方式进一步探讨。数值模拟结果表明介质压力大于 1kPa 的试验设备可参照GB/T 5170.10进行温度偏差和温度均匀性校准,在应用中可根据环境试验设备工作空间的增大和介质压力的降低适当放宽容差要求;气压低于1kPa的真空试验设备中辐射传热占据主导,传热效率和内部试件放置位置相关,温度均匀性考察已没有必要,在测量中减小空间热阻和表面热阻是提升测量准确度的关键。     

如何消除热处理炉温场电磁干扰

受到加热方式和测试方法的影响,热处理炉温场的有效加热区测定结果会发生变化。现有的测温系统中,热电偶已经成为最常用的温度传感器,因其结构简单,价格便宜被广泛的应用在各个生产领域。在检测过程中,因热处理炉加热方式和热电偶的安装或使用方法不当会出现各种问题,如加热电流引入电磁干扰。为了研究温场测试系统变化规律,消除加热电流引入电磁干扰,设计了热处理炉温场测试系统,对炉温温场进行系统测试,本文主要介绍了该系统的工作原理和结构组成,并通过试验的方法,对温场特性进行研究,本系统可以对温场的均匀性进行准确评价,具有很好的应用推广价值。     

基于辐射测温法的高温热处理炉温度均匀性检测技术研究

阐述了高温热处理炉炉温均匀性的非接触测试技术研究及其测试方法,其中包括了温度红外探测、红外探头推进以及冷却系统和数据采集系统的研究工作,通过该测试校准系统对热处理炉炉体温度均匀性校准测试工作,并编制相应的检测方法,指导使用非接触方法开展炉温均匀性的测试工作。     

Research on H500-Type High-Precision Vacuum Blackbody as a Calibration Standard for Infrared Remote Sensing

Based on the calibration requirements of vacuum low background aerospace infrared remote sensing radiance temperature, a high-precision vacuum blackbody (H500 type) is developed for the temperature range from ??93 °C to +?220 °C at the National Institute of Metrology, China. In this paper, the structure and the temperature control system of H500 are introduced, and its performance, such as heating rate and stabilization of temperature control, is tested under the vacuum and low-background condition (liquid-nitrogen-cooled shroud). At room temperature and atmospheric environment, the major technical parameters of this blackbody, such as emissivity and uniformity, are measured. The measurement principle of blackbody emissivity is based on the control of surrounding radiation. Temperature uniformity at the cavity bottom is measured using a standard infrared radiation thermometer. When the heating rate is 1 °C min^?1, the time required for the temperature to stabilize is less than 50 min, and within 10 min, the variation in temperature is less than 0.01 °C. The emissivity value of the blackbody is higher than 0.996. Temperature uniformity at the bottom of the blackbody cavity is less than 0.03 °C. The uncertainty is less than 0.1 °C (k?=?2) over the temperature range from ??93 °C to +?67 °C.     

红外测温系统在航空发动机轮盘试验中的应用

该文论述了红外测温基本理论和红外测温仪工作原理,设计开发了适用于航空发动机轮盘试验的非接触红外测温系统,分析影响红外测温系统测量准确度的主要因素,研究发射率的确定方法,在轮盘静止和旋转状态下进行了试验验证。其结果表明:影响红外测温系统测量准确度最重要的因素是发射率;用热电偶对发射率进行确定的方法是可行的;轮盘在静止和旋转状态下的发射率相同,静止状态下确定的发射率可用于旋转状态下的温度测量。     

大口径高发射率面型黑体辐射源的研制

黑体辐射源作为定标标准器,在红外测量设备的辐射定标中具有重要作用。为应对大口径红外测量设备的辐射定标工作需求,设计了1台辐射面积为400mm×400mm的面型黑体辐射源。采用多路控温和连接固定冷源的方式对黑体进行温度控制;通过热仿真确定合适的传热模型,同时结合高发射率涂层工艺与辐射面的结构设计使黑体具备高发射率,辐射面有效发射率可达到0.992;在真空环境下,利用标准铂电阻温度计测量得到黑体辐射面源的温度均匀性偏差最大为0.101K,稳定性平均值为0.018K/10min,该黑体辐射光源能够满足现阶段大口径红外测量设备的使用需求。     

航空发动机热端表面温度场测量

航空发动机热端温度场的测量和监视对延长发动机的使用寿命具有重要意义.文章简要介绍了目前采用的各种温度测量方式,如热电偶、光电高温计、红外热像仪和示温漆,并详细介绍了多波长温度测量和谱色温度测量两种新型的温度测量方法.两种方法大大降低了温度测量对被测物体表面发射率的依赖性,适用于1000～3000℃温度范围内高温物体表面温度的测量.     

Experimental Investigation on Flash Evaporation of Saltwater Droplets Released into Vacuum

In this paper, the flash evaporation process of saltwater droplets released into vacuum is experimentally investigated. During the experiment, a saltwater (NaCl) droplet was suspended on a thermocouple junction, which was used to measure the temperature evolution. The droplet surface temperature was captured by an infrared thermal imager, and the shape variation was recorded by a high speed camera. According to the experimental results, the component and solution concentration has great influence on the evaporation process. With a rise of salt concentration in water, the evaporation rate decreases. The shape of temperature transition curve also depends on the salt concentration in solution, no matter whether it is higher or lower than the eutectic point (22.4%). The effects of environmental pressure, initial droplet temperature and initial droplet diameter on the temperature transition of droplets were also summarized based on the experimental data.     

低温标准黑体辐射源的性能研究

利用半导体制冷技术与热管技术,研制了低温达-30 ℃的新型低温黑体辐射源。通过实验得到其温度稳定性优于0.02 ℃/20min,均温区腔壁的轴向温度均匀性优于0.3 ℃,热管空腔有效发射率计算值大于0.999 2。利用基于光线跟踪技术的Monte Carlo方法,计算得出该热管空腔发射率从中心到边缘位置的变化规律为逐渐减小的趋势,发射率的平均变化率仅为0.06‰,说明轴向温场均匀性对法向平均有效发射率的影响较小。