[發明專利]一種水蒸氣介質環境下輻射測溫比色波長確定方法

有效

• 申請號: 201810687066.0
• 申請日: 2018-06-28
• 公開（公告）號: CN110657893B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 倪修華;張發斌;龍木軍;黃云偉;江中塊;陳登福;李玉娣
• 申請（專利權）人: 上海梅山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: G01J5/60
• 分類號: G01J5/60
• 代理公司: 南京同澤專利事務所(特殊普通合伙) 32245
• 代理人: 閆彪

1.一種水蒸氣介質環境下輻射測溫比色波長確定方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)基于高溫譜線光譜數據庫HITEMP2012,在Malkmus統計窄譜帶模型中，等溫與均勻路徑的譜帶的平均氣體透過率為：

式中,X為通道上水蒸氣的摩爾分數，L為水蒸氣介質層的厚度，p為水蒸氣壓強；和分別為譜帶內平均吸收系數、平均譜線密度和平均半寬；和由數據庫HITEMP2012計算獲得；可由以下公式獲得：式中p_S為標準大氣壓，T_S等于296K，T為水蒸氣溫度；

(2)求得譜帶平均吸收系數k_αΔλ：式中，Δλ為譜帶的帶寬，k_αλ為譜線吸收系數，水蒸氣介質層的射線平均行程長度L_NB等于1.9倍L；

(3)輻射傳輸方程為：

對應的邊界條件為：

式中,下標Δλ和b分別代表某一譜帶和黑體，μ是輻射傳播方向偏離被測對象平面法線方向的角度的余弦值，I_Δλ(x,μ)代表介質中某一點在某一傳播方向的譜帶輻射強度，I_Δλ(0,μ)和I_Δλ(L,μ)分別是被測對象和周圍環境在各個傳播方向的譜帶輻射強度；T₁，T₂分別是被測對象和周圍環境的溫度，ε₁和ε₂是被測對象和周圍環境的發射率，ρ₁和ρ₂是被測對象和周圍環境的反射率，n是折射指數,σ是斯蒂芬-玻爾茲曼常數；求解以上方程得到介質層的光譜輻射強度分布；

(4)通過公式：計算接收到的輻射能；

(5)輻射能量衰減比例K為衰減的能量與真實能量的比值：

其中E_Δλ(T)是該譜帶帶寬上理論能量，由普朗克定量計算出；

(6)使用其他譜帶，重復步驟(1)到步驟(5)，得到各個譜帶的K值；K值相差最小的兩窄帶即為波長的最優選。