张凯华
- 作品数：6 被引量：8H指数：2
- 供职机构：河南师范大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金贵州省科学技术基金贵州省教育厅自然科学研究项目更多>>
- 相关领域：理学机械工程更多>>
- 温度和加热时间对大气环境中纯铁光谱发射率的影响被引量：1
- 2014年
- 纯铁的光谱发射率受温度的影响很大,尤其是在大气环境中,由于温度升高加剧了表面的氧化,导致其光谱发射率发生了"无规律"变化。基于基尔霍夫定理,利用研制的反射法光谱发射率测量装置对纯铁1.55μm波长的光谱发射率进行了系统的研究,探讨了温度、加热时间等因素对纯铁光谱发射率的影响。研究结果表明:纯铁的光谱发射率随着温度的升高而增大,并且在一定的温度下出现了峰值和谷值,通过分析有氧化层时金属的发射率模型,解释了这种现象的发生。恒温长时间测量结果表明,在不同的温度下,加热时间对光谱发射率的影响不同。研究结果将进一步丰富纯铁的光谱发射率数据,并为其光谱发射率在大气环境中的应用提供了实验依据。
- 于坤王文宝张凯华刘玉芳
- 关键词：纯铁光谱发射率温度
- Al5052和Al6061红外光谱发射率的对比研究被引量：1
- 2015年
- 利用反射式光谱发射率测量装置在300K至873K之间对两种铝合金Al5052和Al6061的光谱发射率进行了测量,利用最小二乘法对测量数据进行了线性拟合。研究结果表明:在300K至873K之间,Al5052和Al6061的光谱发射率均随温度升高呈线性关系增大;在不同温度点,加热时间对光谱发射率的影响不相同,虽然Al5052与Al6061的组分非常相近,但是两者的光谱发射率却有着较大的差异,特别是在高温段,两者的差异尤其显著。本研究将进一步丰富铝合金的光谱发射率数据,同时为工业上利用辐射测温技术准确测量铝合金表面温度提供了实验依据。
- 王文宝张凯华于坤
- 关键词：铝合金光谱发射率温度
- A3铁、304钢和201钢光谱发射率被引量：2
- 2017年
- 随着科学技术日新月异的发展,红外测量技术在遥感、辐射测温、红外隐身、农业、医疗等领域都展现出了重要的应用前景。在花样众多的辐射测量中,材料的发射率是重要的参数之一。为满足材料发射率数据的需求,根据一套自主研制的光谱发射率测量装置对A3铁、304钢以及201钢在不同温度下的光谱发射率进行了精确的测量,并对影响发射率的几个因素做了深入的探究。结果显示:这三种钢材的发射率随温度升高而变大,同等温度下A3铁的发射率要高于304钢和201钢,且材料中的铬含量会降低材料的发射率值。采用XRD分析了三种材料表面氧化后的成分,并探讨了表面成分变化对发射率的影响。结果表明:A3铁氧化后生成不稳定的四氧化三铁Fe_3O_4和氧化亚铁FeO,各种成分的相互转变会导致光谱发射率发生较大的变化,而304钢和201钢表面氧化后主要生成氧化铬,因而光谱发射率也相对比较稳定。另外使用辐射光叠加原理和Christiansen效应成功解释了三种材料的发射率在大约10μm处出现极大值的现象。该研究极大地丰富了三种材料的光谱发射率数据,为辐射测量技术在三种材料中的应用提供了强有力的数据支撑。
- 许开品于坤张凯华刘玉芳
- 关键词：光谱发射率温度
- 大气环境中Al5052光谱发射率研究被引量：2
- 2014年
- 基于基尔霍夫定律,利用砷化镓(GaAs)半导体激光器作为标准光源设计了一种反射式光谱发射率测量装置.使用该装置在300K至873K之间对Al5052的光谱发射率进行了系统的研究,并利用最小二乘法对测量数据进行了线性拟合.研究结果表明:Al5052的光谱发射率随着温度的升高而缓慢增大.通过对673K,773K,823K,873K4个温度点持续5h的恒温测量发现:当温度小于823K时,Al5052的光谱发射率非常稳定,随着时间的增加基本保持不变;当温度大于823K时,在开始的2h内,光谱发射率随着时间的增加而增大.2h之后,由于表面氧化达到一定程度,光谱发射率数值开始趋于稳定.
- 张凯华于坤刘玉芳王文宝
- 关键词：光谱发射率温度
- 300～1123K铜红外光谱发射率特性研究被引量：2
- 2015年
- 基于基尔霍夫定律,利用砷化镓（GaAs）半导体激光器作为标准光源研制了一种能够准确实时测量不透明物体光谱发射率的反射式测量装置。利用该装置在300～1 123K之间对黄铜和紫铜两种样品在波长1.55μm处的光谱发射率进行了系统的研究,探讨了温度、氧化、加热时间等因素对两种铜样品光谱发射率的影响。实验结果表明：黄铜和紫铜的光谱发射率均随温度的升高而增大,并且紫铜的光谱发射率始终大于黄铜的光谱发射率,两种样品随温度的光谱发射率曲线均出现了峰值和谷值。通过分析有氧化膜时金属表面的反射模型,得到了金属表面氧化膜厚度的计算公式,并利用该公式估算了紫铜发射率出现峰值和谷值时氧化膜的厚度。恒温长时间测量结果表明：光谱发射率随加热时间出现小幅增大,2h后,由于样品表面氧化达到一定程度,氧化速率开始变缓,样品表面的光谱发射率也随之开始趋于稳定。样品在较高温度处的光谱发射率数值始终大于较低温度处的发射率数值。该研究进一步丰富了铜的光谱发射率数据,并为其光谱发射率的应用提供了实验依据。
- 张凯华于坤张峰刘玉芳
- 关键词：铜光谱发射率温度
- 改进HPSOGA的多光谱辐射测温数据处理方法被引量：1
- 2023年
- 多光谱辐射测温技术获取真实温度时,目标发射率信息是温度求解的关键。一般解决的方法是基于发射率与波长或温度之间的函数关系建立发射率假设模型。然而,当假设模型与实际情况存在偏差时,会造成较大的温度测量误差。因此,消除目标未知发射率的干扰,减少对发射率模型的依赖,增加测温算法的通用性,是多光谱辐射测温技术亟需解决的难题。提出了改进的粒子群与遗传混合优化算法(HPSOGA),算法的核心思想是将多波长辐射测温问题转化为约束优化问题。首先根据约束条件所设置的范围,在可行域内生成若干个群,每个种群对应一组满足条件的光谱发射率,然后通过HPSOGA算法不断地进化、迭代操作,最终寻得最优适应度值的对应解。该算法实现了在不需要假设发射率模型的情况下,同时反演出目标的光谱发射率和真实温度。通过对六种典型的发射率模型进行仿真,验证了新算法对不同分布趋势的光谱发射率反演的适应性。结果表明,在真温800和900 K的情况下,反演温度的平均相对误差小于0.73%。最后,将该算法应用于火箭发动机羽焰温度测量数据的处理。结果表明,当设计温度为2 490 K时,反演温度的相对误差均小于0.65%。仿真与实验均表明,新算法可求解出满足一定精度要求的发射率和真温。因此,提出的HPSOGA算法是可靠的、有效的,为多光谱辐射测温技术测量目标真实温度提供了一种新的思路。
- 高伟玲张凯华徐艳粉刘玉芳
- 关键词：发射率粒子群算法遗传算法
