[發(fā)明專利]一種非等溫黑體輻射源的參考溫度的優(yōu)化方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202010919792.8 | 申請(qǐng)日： | 2020-09-04 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN112013971B | 公開(kāi)（公告）日： | 2021-06-29 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 賀書(shū)芳;代彩紅;王彥飛;劉金元;謝一航;馮國(guó)進(jìn);王景輝 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院 |
| 主分類(lèi)號(hào)： | G01J5/52 | 分類(lèi)號(hào)： | G01J5/52 |
| 代理公司： | 北京京萬(wàn)通知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11440 | 代理人： | 許天易;王躍交 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 等溫 黑體 輻射源 參考 溫度 優(yōu)化 方法 | ||
1.一種非等溫黑體輻射源的參考溫度的優(yōu)化方法，包括以下步驟：
S1：通過(guò)測(cè)量和擬合得到黑體輻射源腔體內(nèi)壁的實(shí)際溫度分布函數(shù)；
S2：建立黑體輻射源腔體模型，并根據(jù)實(shí)測(cè)溫度點(diǎn)的位置，將所述黑體輻射源腔體內(nèi)壁分割為多個(gè)區(qū)域，得到分割后的黑體輻射源腔體模型；
S3：在光學(xué)仿真軟件中導(dǎo)入所述分割后的黑體輻射源腔體模型，并在所述黑體輻射源腔體的腔口外放置光源，設(shè)置所述光源使其能夠向所述黑體輻射源腔體內(nèi)部輻射能量，并進(jìn)行光學(xué)仿真；
S4：統(tǒng)計(jì)所述黑體輻射源腔體內(nèi)壁上的每個(gè)區(qū)域單位面積內(nèi)的入射輻射能量，將所有區(qū)域單位面積內(nèi)的入射輻射能量進(jìn)行歸一化，并將各自的歸一化系數(shù)進(jìn)行擬合，作為其加權(quán)函數(shù)；
S5：將實(shí)際溫度分布函數(shù)和加權(quán)函數(shù)進(jìn)行積分，得到優(yōu)化的非等溫黑體輻射源的參考溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非等溫黑體輻射源的參考溫度的優(yōu)化方法，其特征在于，在S1中，結(jié)合所述黑體輻射源腔體的腔型結(jié)構(gòu)，間隔一定的距離對(duì)所述黑體輻射源腔體內(nèi)壁的溫度進(jìn)行測(cè)量，得到一系列實(shí)測(cè)溫度點(diǎn)T(i)，i＝1,2,…n；再使用數(shù)據(jù)擬合算法對(duì)所述實(shí)測(cè)溫度點(diǎn)T(i)進(jìn)行擬合，得到所述黑體輻射源腔體的實(shí)際溫度分布T(ξ)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非等溫黑體輻射源的參考溫度的優(yōu)化方法，其特征在于，在S2中，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件中建立所述黑體輻射源腔體模型，并根據(jù)實(shí)測(cè)溫度點(diǎn)的位置，將所述黑體輻射源腔體內(nèi)壁分割為n個(gè)區(qū)域，使得所測(cè)溫度點(diǎn)的位置位于該區(qū)域的中心。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非等溫黑體輻射源的參考溫度的優(yōu)化方法，其特征在于，在S4中，仿真結(jié)束后，得到所述黑體輻射源腔體內(nèi)壁每個(gè)區(qū)域內(nèi)的入射輻射能量w(i)，i＝1,2,…n；計(jì)算每個(gè)區(qū)域單位面積上的入射能量分布w(i)/dSi，i＝1,2,…n；Si是第i個(gè)對(duì)應(yīng)區(qū)域的面積；將所有區(qū)域單位面積上的入射能量進(jìn)行歸一化處理，得到離散的加權(quán)函數(shù)再采用數(shù)據(jù)擬合算法得到加權(quán)函數(shù)Q(ξ)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非等溫黑體輻射源的參考溫度的優(yōu)化方法，其特征在于，在S3中，設(shè)置所述光源的位置以及輻射能量的入射方向和角度，使其能夠向所述黑體輻射源腔體的內(nèi)部輻射能量，并進(jìn)行光學(xué)仿真；基于蒙特卡洛原理，經(jīng)過(guò)多次反射后，輻射光線將會(huì)被所述黑體輻射源腔體吸收或者逸出所述黑體輻射源腔體外。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非等溫黑體輻射源的參考溫度的優(yōu)化方法，其特征在于，在S3中，根據(jù)實(shí)際使用的觀察條件，選擇相應(yīng)的光源，并將光源以一定的方向和角度放置在黑體輻射源腔體的腔口外。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的非等溫黑體輻射源的參考溫度的優(yōu)化方法，其特征在于，在S3中，根據(jù)實(shí)際使用的觀察條件，選擇相應(yīng)的光源，并將光源以正對(duì)放置在黑體輻射源腔體的腔口外。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的非等溫黑體輻射源的參考溫度的優(yōu)化方法，其特征在于，在S3中，在法向觀察條件、方向觀察條件或綜合觀察條件下，使用面光源以一定的角度向黑體輻射源腔體內(nèi)入射光線。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的非等溫黑體輻射源的參考溫度的優(yōu)化方法，其特征在于，在S3中，在法向觀察條件、方向觀察條件或綜合觀察條件下，使用面光源正對(duì)向黑體輻射源腔體內(nèi)入射光線。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的非等溫黑體輻射源的參考溫度的優(yōu)化方法，其特征在于，在S3中，在右錐角觀察條件或斜錐角觀察條件下，使用點(diǎn)光源以一定的角度向黑體輻射源腔體內(nèi)入射光線。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非等溫黑體輻射源的參考溫度的優(yōu)化方法，其特征在于，在S5中，通過(guò)公式獲得所述非等溫黑體輻射源的參考溫度，其中，Q(ξ)表示加權(quán)函數(shù)，T(ξ)為腔體內(nèi)部的溫度分布函數(shù)，S是該溫度所對(duì)應(yīng)的腔體內(nèi)壁的面積。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非等溫黑體輻射源的參考溫度的優(yōu)化方法，其特征在于，所述黑體輻射源腔體適用于各種腔型結(jié)構(gòu)的黑體。
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