收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

高温微粒红外辐射特性测量技术研究

刘晓东  
【摘要】: 在化工、冶金、动力、建筑、医药、生物、食品、航天及大气科学等领域,存在大量粒子态物质。典型的含粒子介质包括:含炭黑及飞灰的火焰,催化反应器内反应物,射流及固体火箭尾喷焰等。固体火箭发动机喷焰内含有大量高温粒子Al_2O_3、MgO、ZrO_2和发射性气体H_2O、CO_2、CO。研究喷焰的红外特征,必须掌握高温粒子的光谱参数。粒子的光学常数(复折射率)属于基本物性参数,与其组份、温度、表面状况有关。由于粒子的比表面积比其块状物质大得多,且高温粒子易聚集成团,导致粒子表面状况复杂,因此,粒子的光学常数并不等同于构成粒子材料的光学常数。粒子的复折射率不能直接通过实验测量(没有直接测量的仪器),须由实验测定其它量,然后结合相应的理论模型反求,属反问题研究。目前国内尚未开展高温粒子复折射率的研究。本课题来源于国家自然科学基金重点项目(编号:50336010),红外辐射特性及传输的多尺度多参数分析项目的一部分,其目的是研制高温粒子光谱辐射特性测量装置,对高温粒子进行在线测量,通过该装置实现对高温粒子的光学特性的理论和实验研究,提供不同温度下的粒子的光学特性测量数据库。 论文研究围绕建立高温粒子光谱辐射特性测量装置及其实验测量这一特殊性要求,对该测量装置研制中所涉及的粒子辐射特性测量原理、测量方法、光散射理论、测量模型参数优化及测量不确定度评价方法等内容进行了深入的研究,主要完成了以下几方面的研究工作: 1.建立了高温粒子光谱辐射特性测量装置,并调试完善了该实验装置。在国内率先开展高温下光谱复折射率的实验,实验平台能兼顾粒子与块状材料测量。实现了对多(微)粒子的悬浮和加热,实现了不同温度与浓度的准稳定粒子空间分布场,为粒子辐射奠定了实验基础。 2.研究利用粒子系透射率光谱,结合精确Mie散射理论及色散K-K关系式的均一系粒子光谱复折射率反演模型,建立了高温粒子的光谱复折射率反演模型,并对反演的单值性和多值性进行了分析,同时分析了测量误差对反演模型的影响。 3.为了比照粒子的复折射率的求解结果,并在实验中更好地对粒子系的浓度和平均粒径进行有效的检测,本文基于Mie光散射理论及Lambert-Beer光透射定律,利用遗传算法反演粒子系粒径分布。并在Matlab环境下仿真,仿真验证粒子辐射特性的一些关键参数,得出该求解方法是合理的。 4.针对粒径分布反演传统算法收敛精度不高、易陷入局部最优的缺点,根据粒子群的激光透射模型,提出一种基于随机微粒群算法(SPSO)反演粒子系粒径分布的快速有效方法,对于非独立模式下的R-R分布、正态分布、对数正态分布等粒子粒径分布情况进行了反演计算,获得了合理的粒径分布。 5.在介绍了FT-IR光谱仪使用和FT-IR响应函数确定的基础上,描述了采用Al_2O_3压片的粒子透射率实验和Al_2O_3弥散粒子的透射率测量试验,结合高温粒子复折射率反演模型反演得到不同温度下的Al_2O_3粒子的复折射率,并对实验系统不确定度进行了详尽的分析。 本论文的研究内容为不同温度下粒子光学常数测量数据库的建立奠定了坚实的理论和技术基础。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 何久新;;在45°入射时间接测量置于空气中的介质复折射率的方法[J];激光技术;1987年06期
2 张新昌,朱力力;10.6μm波长时金属光学常数的测定[J];激光技术;1998年06期
3 李建军,陈昌华,廉鹏,高国,邹德恕,沈光地;多横模复折射率波导的数值求解[J];光学学报;2001年07期
4 吴启宏;;椭偏法在光学薄膜测量中的应用价值[J];激光与红外;1988年01期
5 赵润;用于HB-LED的Al_xGa_(1-x)As材料DBR的设计[J];半导体情报;1999年02期
6 徐艳平;顾铮■;陈家璧;;镀金属四包层长周期光纤光栅特征方程的建立与求解[J];上海理工大学学报;2006年01期
7 邱成锋;洪津;孙晓兵;田光;;镀铝镜偏振特性研究[J];大气与环境光学学报;2007年04期
8 刘晓东;王英立;戴景民;;基于SPSO算法的粒子群粒径分布反演[J];激光与红外;2008年08期
9 胡大璋,周兆先;低于1000GHz电磁波的大气复折射率[J];红外与毫米波学报;1994年04期
10 朱震,王式民,叶茂,陆永刚,陆勇;前向光散射粒子消光测量的校正[J];激光杂志;1998年06期
11 ;蓝光发射Ba,Eu,Mg铝酸盐荧光材料的生产[J];液晶与显示;1986年05期
12 司俊杰;红外吸收薄膜复数折射率的计算[J];激光与红外;1989年02期
13 刘建斌,吴健;球形粒子的散射和偏振特性研究(英文)[J];激光技术;2005年01期
14 赵铁民,陈维友,彭宇恒,刘式墉;1.3μm直条形吸收区超辐射发光管的复折射率矢量束传播方法模拟[J];半导体学报;1996年08期
15 许彬;赵洪海;;基于图像处理的烟雾颗粒粒径计算方法研究[J];消防科学与技术;2008年07期
16 刘晓东;戴景民;;Mie散射理论测量粒子系复折射率的透射方法[J];红外与激光工程;2009年05期
17 王雁鸣;谈和平;;预测Al_2O_3粒子衰减特性的LSSVM方法[J];科学技术与工程;2009年18期
18 刘涛;左浩毅;;遗传算法反演气溶胶粒径分布计算模拟研究[J];光散射学报;2009年04期
19 田晓东,江晓利,李晓苇;热敏微胶囊制备工艺研究[J];信息记录材料;2005年03期
20 王丹丹;郝萍;宋赛楠;韩晓昱;王海;;马尔文激光粒度仪在载体硅胶生产中的应用[J];辽宁化工;2009年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张涛;王伯光;张仁健;陶俊;;广州城区春季颗粒物粒径分布及其对能见度影响初探[A];第十届全国气溶胶会议暨第六届海峡两岸气溶胶技术研讨会摘要集[C];2009年
2 牛静;李广科;;矿化垃圾对植物的生态毒理效应研究[A];第五届全国环境化学大会摘要集[C];2009年
3 韩秀贞;林梅钦;李明远;吴肇亮;;交联聚合物纳米颗粒水化粒径分析[A];中国颗粒学会2006年年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集[C];2006年
4 刘洋;杜刚;;沈阳市环境空气不同粒径颗粒物污染特点及分布特征[A];2007中国环境科学学会学术年会优秀论文集(上卷)[C];2007年
5 张庆雷;刘亚康;李齐方;;悬浮聚合法制备可发性聚苯乙烯(EPS)产品的工业化改进研究[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2009年
6 张强;张彰;夏义本;;电解氧化法合成纳米氧化铁[A];第一届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(上)[C];2004年
7 上官微;;几种土壤粒径分布模型在不同粒径制数据中的比较研究[A];地理学与生态文明建设——中国地理学会2008年学术年会论文摘要集[C];2008年
8 陈伟;补建伟;Julia Ellis Burnet;祁士华;;新疆孔雀河表层沉积物粒度分布特征[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第一卷)[C];2009年
9 于彩霞;;尘埃粒子计数器的测量不确定度评定[A];江苏计量测试学术论文集(2009)[C];2009年
10 吴水平;张萌萌;刘碧莲;王新红;;大气颗粒物中有机酸的粒径分布与昼夜变化研究[A];中国化学会第27届学术年会第02分会场摘要集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘晓东;高温微粒红外辐射特性测量技术研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
2 唐红;光全散射法颗粒粒径分布反演算法的研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
3 齐宏;弥散颗粒辐射反问题的理论与实验研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
4 高健;大气颗粒物个数浓度、粒径分布及颗粒物生成[D];山东大学;2008年
5 孙瑞雪;明胶微球和明胶基复合微球的制备与性能研究[D];中国科学院研究生院(理化技术研究所);2009年
6 段菁春;广州市大气颗粒物中多环芳烃粒径分布和穗港大气颗粒中有机碳/元素碳的分布特征研究[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2005年
7 赵强忠;搅打稀奶油的搅打性能和品质的变化规律及其机理研究[D];华南理工大学;2006年
8 王英立;烟幕全遮蔽能力的理论与实验研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
9 侯琳熙;声波测量和流化床聚合反应器多尺度结构的研究[D];浙江大学;2005年
10 李德红;人体呼吸道氡(气土)子体沉积的模拟测量方法研究[D];复旦大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 侯金;高温粒子辐射特性测试与粒径分布研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
2 李杰;基于玉米秸秆的固—固分离研究[D];华东理工大学;2012年
3 赵洪常;超细颗粒粒径分布分析仪[D];国防科学技术大学;2001年
4 范红喜;高性能涂料级锌粉塔式炉生产实践[D];中南大学;2004年
5 于阳春;济南市大气颗粒物中水溶性无机离子的粒径分布研究[D];山东大学;2011年
6 原达;缸内直喷(GDI)汽油机微粒排放粒径分布特性研究[D];天津大学;2012年
7 宋少洁;北京市典型道路交通环境细颗粒物化学组成及粒径分布[D];清华大学;2011年
8 江炜;乙烯气相聚合颗粒粒径分布模型的研究[D];浙江大学;2004年
9 殷澄;表面等离子体共振理论与实验研究[D];南京理工大学;2007年
10 吕世军;高固含量聚合物聚醚多元醇的合成研究[D];天津大学;2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 梁晓亮;我国纳米碳酸钙产能进一步扩大[N];经济日报;2006年
2 本报记者 白毅;RESS技术为制备超细药物微粒拓新径[N];中国医药报;2006年
3 施一鸣;环保型油墨在纸张回收过程中所碰到的问题[N];中国包装报;2006年
4 申同贺;江苏研制出高浓度水煤浆添加剂[N];中国化工报;2000年
5 左瑞;环保油墨在纸张回收中的问题及解决方法[N];中国包装报;2008年
6 崔国振 何莉莉;单一性判断——“相应的特定技术特征”的认定[N];中国知识产权报;2009年
7 董智;注射用无菌粉末的产品开发[N];中国医药报;2002年
8 王佩璋;我国10万千瓦机组CFB锅炉的实践与运行经验[N];中国电力报;2006年
9 记者 梁晓云通讯员 徐世媛;新乙烯淤浆聚合催化剂成功运行300天[N];中国石化报;2008年
10 宋晓凡 熊玉东;干法机制砂中的石粉对混凝土的影响[N];中国建材报;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978