CN106556620B - 一种固体高温发射特性测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种固体高温发射特性测试方法，水平底板的上板面左部竖直设有第一高度调节装置，在第一高度调节装置顶部有水平火焰喷嘴；第一高度调节装置右边从左往右依次设有第一十字滑台和第二十字滑台，其中第一十字滑台上竖直设有第二高度调节装置，该第二高度调节装置顶面横向设有水平装夹件；第二十字滑台上竖直设有第三高度调节装置，在第三高度调节装置顶端设有水平支撑台，该水平支撑台顶部滑动配合有滑台，在滑台上前后并排固定有红外高温仪和光纤探头。本发明提供了一种以前从未有过的固体高温发射特性测试方法，该测试装置能测试固体高温发射特性，并可以分别测试不同固体类别、不同温度和不同部位的发射特性。
Description
技术领域
本发明属于固体高温发射特性测试领域，尤其涉及一种固体高温发射特性测试方法。
背景技术
为本领域技术人员所公知的是，任何物体都不断向外辐射电磁波，温度和材料的性质对辐射特性产生不同的影响。固体加热后会有光线发射。然而，固体加热的温度不同，固体种类差异都会导致固体高温状态下发射特性发生改变，而其发射特性是我们目前尚未掌握的，也是我们一直想要掌握的，为此急需解决上述技术难题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种固体高温发射特性测试方法，欲通过本测试装置研究固体高温发射特性。
本发明的技术方案如下：一种固体高温发射特性测试方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤a：设计一款固体高温发射特性测试装置，该固体高温发射特性测试装置包括水平底板(1)和滑台(12)，其中水平底板(1)的上板面左部竖直设有第一高度调节装置(T1)，在第一高度调节装置顶部横向设有水平火焰喷嘴(2)，该水平火焰喷嘴左端的两个进气口分别接有第一进气管(3)和第二进气管(4)；所述水平火焰喷嘴(2)右端的喷口处设有电子脉冲点火器(20)和温度探测器(21)，这两个部件安装在耐高温板(22)上，该耐高温板通过立柱(23)支撑在所述水平底板(1)顶面上；
所述第一高度调节装置(T1)右边从左往右依次设有第一十字滑台(5)和第二十字滑台(6)，其中第一十字滑台(5)上竖直设有第二高度调节装置(T2)，该第二高度调节装置顶面横向设有水平装夹件(7)；所述水平装夹件(7)由耐高温材料制成，并且为回转体结构，该水平装夹件的左端同轴设有一个用于定位待测试固体(G)的定位止口，且定位止口的外围设有至少2个压紧组件，这些压紧组件将待测试固体(G)压紧在定位止口中；所述水平装夹件(7)内设有冷却腔(7a)，该冷却腔同时与一根进水管(8)和出水管(9)连通；所述水平装夹件(7)右端同轴设有一个螺纹孔，该螺纹孔通过水平装夹件(7)的中心孔与所述定位止口连通，并在螺纹孔内连接有一块能够更换的光栏板(10)，该光栏板的中心处沿轴向设有一个光栏孔(10a)；所述第二十字滑台(6)上竖直设有第三高度调节装置(T3)，在第三高度调节装置顶端设有水平支撑台(11)，该水平支撑台顶部滑动配合有一个能够前后滑动的所述滑台(12)，在滑台(12)上前后并排固定有红外高温仪(13)和光纤探头(14)，该光纤探头与光谱仪相连；
步骤b：将所述待测试固体(G)固定在水平装夹件(7)的定位止口中，并由所述压紧组件压紧，且通过进水管(8)向水平装夹件(7)的冷却腔(7a)内注入冷却水；
步骤c：向所述第一进气管(3)内注入可燃性气体氢气、气态烷烃，并向所述第二进气管(4)内注入氧气，可燃性气体氢气、气态烷烃与氧气在水平火焰喷嘴(2)内混合后，在水平火焰喷嘴(2)右端的喷口处被所述电子脉冲点火器(20)点燃，且温度探测器(21)探测喷口处的温度，以便保证混合气体被点燃；火焰加热待测试固体(G)后，会使待测试固体(G)发出光线，光线透过所述光栏孔(10a)后，射向所述滑台(12)，并由所述红外高温仪(13)和光纤探头(14)接收，且红外高温仪(13)采集光线射到滑台(12)处的温度，光纤探头(14)采集光线的光谱信息，并将光谱信息反馈给光谱仪，且光谱仪显示光谱曲线；
步骤d：测试过程中，能够调整水平火焰喷嘴(2)、水平装夹件(7)和滑台(12)之间的直线距离，从而调整红外高温仪(13)采集到的温度数据，并能够调整水平装夹件(7)的前后位置及高度来调整所述待测试固体(G)的位置，还能够更换不同种类的待测试固体(G)；光谱曲线与所述温度、测试部位和待测试固体(G)的种类这三个参数都有关系，测试时需要确定这三个参数中的两个，再让第三个参数发生变化，从而得到第三个参数与光谱曲线的变化关系。
在上述技术方案中，使用时能够向第一进气管内注入可燃性气体氢气、气态烷烃，并向第二进气管内注入氧气，这两种气体在水平火焰喷嘴内混合后，在水平火焰喷嘴右端喷口处被点燃。在本案中，我们采用电子脉冲点火器来点燃混合气体。与一般的电加热方式相比，采用这种加热方式能将固体加热到2200℃以上，以便让固体发射光线，而现有常用的电加热方式在开放空间内很难无法将固体加热到很高的温度(如1600℃以上)，激光加热方式能够达到极高温度，但成本高，此外，也会出现严重的杂散光污染。测试时，通过进水管向冷却腔内注入冷却水，从而对水平装夹件及压紧组件进行冷却，冷却后的热水通过出水管及时排出，这种冷却方式不会产生高温水汽，从而避免干扰固体发射的光线，进而避免对测试产生干扰；因此，本案中采用冷却腔的水冷方式不属于本领域的常规设计，更不属于现有技术。
另外，不同光栏板(10)的光栏孔(10a)孔径不同，这样就能调节不同的光通量，从而起到保护右边红外高温仪(13)和光纤探头(14)的目的，避免损害仪器，保证测试工作的顺利进行。固体被加热时发射的光线线透过光栏孔(10a)后，射向所述滑台(12)处，该滑台前后滑动时能够切换红外高温仪(13)和光纤探头(14)，从而使红外高温仪(13)和光纤探头(14)以二选一的方式工作；其中，红外高温仪(13)采集光线射到此处的温度，光纤探头(14)则采集光线的数据信息，并将数据信息反馈给光谱仪，光谱仪结合红外高温仪(13)采集到的温度，能够显示在某一个温度下固体发射的光线特性曲线图。并且，改变水平火焰喷嘴(2)、光栏板(10)与滑台(12)这三者之间的间距，能够调整红外高温仪(13)采集到的温度，从而能够测试固体工件某一个部位在不同温度下的光线特性曲线图，且一个温度下会有一条光线特性曲线。另外，固定水平火焰喷嘴(2)、光栏板(10)与滑台(12)这三者之间的间距，调整光栏板(10)的高度及前后位置，能够扫描固体工件不同部位的光线特性曲线。另外，更换不同的固体待测试固体时，能够测试不同固体工件的高温发射特性。需要特别说明的是，固体高温发射特性与固体类别、温度和部位这三个变量有关，测试时需固定其中两个变量，变换第三个变量来测试发射特性的变化曲线。
采用以上技术方案，本发明提供了一种以前从未有过的固体高温发射特性测试方法，该测试装置能测试固体高温发射特性，并能够分别测试不同固体类别、不同温度和不同部位的发射特性，从而很好地克服现有技术无法测试固体高温发射特性的缺陷，因此本案属于开拓性发明。
在本案中，第一、二、三高度调节装置(T1、T2、T3)的结构一致，该第一高度调节装置(T1)包括小升降柱(100)和紧固螺钉(16)，其中小升降柱(100)上端与所述水平火焰喷嘴(2)底面固定；所述小升降柱(100)下部插入大套管(15)的中心孔内，且大套管(15)上径向孔中的所述紧固螺钉(16)与小升降柱(100)外壁固定，该大套管下端与所述水平底板(1)上板面固定。
采用上述结构，第一、二、三高度调节装置(T1、T2、T3)的结构一致，能够有效地简化结构，便于制造；同时，高度调节装置采用紧固螺钉(16)锁紧，不仅高度调节方便、能够靠，而且结构简单，易于实施。
作为本发明的优选结构，所述压紧组件由连接螺钉(17)和压紧片(18)构成，其中连接螺钉(17)垂直固定在所述水平装夹件(7)的左端面；所述压紧片(18)一端为悬空的压紧端，该压紧片的另外一端与所述连接螺钉(17)的杆部转动配合。
采用上述结构设计，能够通过转动压紧片(18)来压紧或松开待测试固体(G)，且压紧组件的结构简单，压紧方便、能够靠，具有很好的实用性。
作为优选，所述光栏板(10)的右端面覆盖有一块滤色片(19)。采用以上结构设计，滤色片(19)能够过滤掉杂散光，从而避免对测试造成不必要的干扰。
为了保证压紧能够靠，所述压紧组件的数目为3-8个，这些压紧组件沿所述水平装夹件(7)的周向均布。
有益效果：本发明提供了一种以前从未有过的固体高温发射特性测试方法，该测试装置能测试固体高温发射特性，并能够分别测试不同固体类别、不同温度和不同部位的发射特性，从而很好地克服现有技术无法测试固体高温发射特性的缺陷，因此本案属于开拓性发明。
附图说明
图1为本发明所采用发射特性测试装置的结构示意图。
图2为图1的俯视图。
图3为图1中第一高度调节装置的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
一种固体高温发射特性测试方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤a：设计一款固体高温发射特性测试装置，如图1、2及3所示，该固体高温发射特性测试装置包括水平底板1、电子脉冲点火器20和温度探测器21。水平底板1的上板面左部竖直设有第一高度调节装置T1，在第一高度调节装置T1顶部横向设有水平火焰喷嘴2。水平火焰喷嘴2左端的两个进气口分别接有第一进气管3和第二进气管4，使用时能够向第一进气管3内注入甲烷或乙炔，并向第二进气管4内注入氧气，这两种气体在水平火焰喷嘴2内混合后，在水平火焰喷嘴2右端喷口处被点燃。水平火焰喷嘴2右端的喷口处设有电子脉冲点火器20和温度探测器21，这两个部件安装在耐高温板22上，该耐高温板通过立柱23支撑在水平底板1顶面上。在火焰喷嘴附近放置了温度探测器，原因是：可能由于供气原因，火焰熄灭，而氢气火焰肉眼是看不见的，会导致氢气的外泄而发生安全危险。放置温度探测器后，系统回根据温度探测器数据来判断火焰是否存在。
第一高度调节装置T1右边从左往右依次设有第一十字滑台5和第二十字滑台6，其中第一十字滑台5上竖直设有第二高度调节装置T2，第二高度调节装置T2能够在第一十字滑台5上前后移动和左右移动。第二高度调节装置T2顶面横向设有水平装夹件7，水平装夹件7由耐高温材料制成，并且为回转体结构。水平装夹件7的左端同轴设有一个用于定位待测试固体G的定位止口，且定位止口的外围设有至少2个压紧组件，这些压紧组件将待测试固体G压紧在定位止口中。在本案中，压紧组件的数目为3-8个，这些压紧组件沿水平装夹件7的周向均布。压紧组件由连接螺钉17和压紧片18构成，其中连接螺钉17垂直固定在水平装夹件7的左端面。压紧片18一端为悬空的压紧端，该压紧片18的另外一端与连接螺钉17的杆部转动配合。
如图1、2及3所示，水平装夹件7内设有冷却腔7a，该冷却腔7a同时与一根进水管8和出水管9连通，这样就能通过进水管8向冷却腔7a内注入冷却水，从而对水平装夹件7及压紧组件进行冷却，冷却后的热水通过出水管9及时排出。水平装夹件7右端同轴设有一个螺纹孔，该螺纹孔通过水平装夹件7的中心孔与定位止口连通，并在螺纹孔内连接有一块能够更换的光栏板10，该光栏板的中心处沿轴向设有一个光栏孔10a。使用时，能够更换不同的光栏板10，每块光栏板10的光栏孔10a直径不同，这样就能调节光通量。另外，光栏板10的右端面覆盖有一块滤色片19。
第二十字滑台6上竖直设有第三高度调节装置T3，该第三高度调节装置T3能够在第二十字滑台6上前后移动和左右移动。在第三高度调节装置T3顶端设有一个水平支撑台11，该水平支撑台11顶部滑动配合有一个能够前后滑动的滑台12。在滑台12上前后并排固定有红外高温仪13和光纤探头14，该光纤探头与光谱仪相连，这样就能通过前后滑动滑台12来切换红外高温仪13和光纤探头14的位置，从而让红外高温仪13和光纤探头14以二选一的方式工作。另外，光纤探头14用于采集光线的光谱信息，并将探测到的光谱信息反馈给光谱仪，并由光谱仪显示出来，其数据传输和光谱显示的工作原理均为现有技术，为本领域技术人员所熟知，在此不做赘述。
另外，第一、二、三高度调节装置的结构完全一致，该第一高度调节装置T1包括小升降柱100，其中小升降柱100上端与水平火焰喷嘴2底面固定。小升降柱100下部插入大套管15的中心孔内，且大套管15上径向孔中的紧固螺钉16与小升降柱100外壁固定，该大套管下端与水平底板1上板面固定。
步骤b：将待测试固体G固定在水平装夹件7的定位止口中，并由压紧组件压紧，且通过进水管8向水平装夹件7的冷却腔7a内注入冷却水；
步骤c：向第一进气管3内注入可燃性气体氢气、气态烷烃，并向第二进气管4内注入氧气，可燃性气体氢气、气态烷烃与氧气在水平火焰喷嘴2内混合后，在水平火焰喷嘴2右端的喷口处被电子脉冲点火器20点燃，且温度探测器21探测喷口处的温度，以便保证混合气体被点燃；火焰加热待测试固体G后，会使待测试固体G发出光线，光线透过光栏孔10a后，射向滑台12，并由红外高温仪13和光纤探头14接收，且红外高温仪13采集光线射到滑台12处的温度，光纤探头14采集光线的光谱信息，并将光谱信息反馈给光谱仪，且光谱仪显示光谱曲线；
步骤d：测试过程中，能够调整水平火焰喷嘴2、水平装夹件7和滑台12之间的直线距离，从而调整红外高温仪13采集到的温度数据，并能够调整水平装夹件7的前后位置及高度来调整待测试固体G的位置，还能够更换不同种类的待测试固体G；光谱曲线与温度、测试部位和待测试固体G的种类这三个参数都有关系，测试时需要确定这三个参数中的两个，再让第三个参数发生变化，从而得到第三个参数与光谱曲线的变化关系。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种固体高温发射特性测试方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤a：设计一款固体高温发射特性测试装置，该固体高温发射特性测试装置包括水平底板(1)和滑台(12)，其中水平底板(1)的上板面左部竖直设有第一高度调节装置(T1)，在第一高度调节装置顶部横向设有水平火焰喷嘴(2)，该水平火焰喷嘴左端的两个进气口分别接有第一进气管(3)和第二进气管(4)；所述水平火焰喷嘴(2)右端的喷口处设有电子脉冲点火器(20)和温度探测器(21)，这两个部件安装在耐高温板(22)上，该耐高温板通过立柱(23)支撑在所述水平底板(1)顶面上；
所述第一高度调节装置(T1)右边从左往右依次设有第一十字滑台(5)和第二十字滑台(6)，其中第一十字滑台(5)上竖直设有第二高度调节装置(T2)，该第二高度调节装置顶面横向设有水平装夹件(7)；所述水平装夹件(7)由耐高温材料制成，并且为回转体结构，该水平装夹件的左端同轴设有一个用于定位待测试固体(G)的定位止口，且定位止口的外围设有至少2个压紧组件，这些压紧组件将待测试固体(G)压紧在定位止口中；所述水平装夹件(7)内设有冷却腔(7a)，该冷却腔同时与一根进水管(8)和出水管(9)连通；所述水平装夹件(7)右端同轴设有一个螺纹孔，该螺纹孔通过水平装夹件(7)的中心孔与所述定位止口连通，并在螺纹孔内连接有一块能够更换的光栏板(10)，该光栏板的中心处沿轴向设有一个光栏孔(10a)；所述第二十字滑台(6)上竖直设有第三高度调节装置(T3)，在第三高度调节装置顶端设有水平支撑台(11)，该水平支撑台顶部滑动配合有一个能够前后滑动的所述滑台(12)，在滑台(12)上前后并排固定有红外高温仪(13)和光纤探头(14)，该光纤探头与光谱仪相连；
步骤b：将所述待测试固体(G)固定在水平装夹件(7)的定位止口中，并由所述压紧组件压紧，且通过进水管(8)向水平装夹件(7)的冷却腔(7a)内注入冷却水；
步骤c：向所述第一进气管(3)内注入可燃性气体氢气、气态烷烃，并向所述第二进气管(4)内注入氧气，可燃性气体氢气、气态烷烃与氧气在水平火焰喷嘴(2)内混合后，在水平火焰喷嘴(2)右端的喷口处被所述电子脉冲点火器(20)点燃，且温度探测器(21)探测喷口处的温度，以便保证混合气体被点燃；火焰加热待测试固体(G)后，会使待测试固体(G)发出光线，光线透过所述光栏孔(10a)后，射向所述滑台(12)，并由所述红外高温仪(13)和光纤探头(14)接收，且红外高温仪(13)采集光线射到滑台(12)处的温度，光纤探头(14)采集光线的光谱信息，并将光谱信息反馈给光谱仪，且光谱仪显示光谱曲线；
步骤d：测试过程中，能够调整水平火焰喷嘴(2)、水平装夹件(7)和滑台(12)之间的直线距离，从而调整红外高温仪(13)采集到的温度数据，并能够调整水平装夹件(7)的前后位置及高度来调整所述待测试固体(G)的位置，还能够更换不同种类的待测试固体(G)；光谱曲线与所述温度、测试部位和待测试固体(G)的种类这三个参数都有关系，测试时需要确定这三个参数中的两个，再让第三个参数发生变化，从而得到第三个参数与光谱曲线的变化关系。
2.根据权利要求1所述的固体高温发射特性测试方法，其特征在于：第一、二、三高度调节装置(T1、T2、T3)的结构一致，该第一高度调节装置(T1)包括小升降柱(100)和紧固螺钉(16)，其中小升降柱(100)上端与所述水平火焰喷嘴(2)底面固定；所述小升降柱(100)下部插入大套管(15)的中心孔内，且大套管(15)上径向孔中的所述紧固螺钉(16)与小升降柱(100)外壁固定，该大套管下端与所述水平底板(1)上板面固定。
3.根据权利要求1所述的固体高温发射特性测试方法，其特征在于：所述压紧组件由连接螺钉(17)和压紧片(18)构成，其中连接螺钉(17)垂直固定在所述水平装夹件(7)的左端面；所述压紧片(18)一端为悬空的压紧端，该压紧片的另外一端与所述连接螺钉(17)的杆部转动配合。
4.根据权利要求1所述的固体高温发射特性测试方法，其特征在于：所述光栏板(10)的右端面覆盖有一块滤色片(19)。
5.根据权利要求1所述的固体高温发射特性测试方法，其特征在于：所述压紧组件的数目为3-8个，这些压紧组件沿所述水平装夹件(7)的周向均布。
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