54 光热辐射测量技术PPT课件
热辐射和辐射制备实验
实验结果表明，利用热辐射进行材料制备是可行的，通过精确控制辐射源的温度和辐射时 间，可以实现材料的定向合成和改性。
影响因素分析
我们进一步探讨了影响热辐射效果的关键因素，如辐射源的稳定性、材料的吸收特性以及 环境因素的影响等。
对热辐射和辐射制备技术的认识与理解
1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
热辐射作为一种能量传递方式，具有无需介质、 传播速度快等优点，在材料制备领域具有广阔的 应用前景。
、能量利用率高、可精确控制等优点，但需要复杂的设备支持和高昂的
运行成本。
辐射制备技术应用领域
材料改性
通过辐射制备技术改善材料的 力学、热学、电学等性能，如 提高材料的硬度、耐磨性、耐
腐蚀性等。
新材料合成
利用辐射制备技术合成新型材 料，如纳米材料、复合材料等 。
环保领域
利用辐射制备技术处理废水、 废气、固废等污染物，实现污 染物的无害化和资源化利用。
样品处理
在照射过程中或照射结束后，对样品进行必要的处理，如 冷却、加热、测量等，以观察和分析辐射对样品的影响。
数据记录与处理要求
数据记录
详细记录实验过程中的各项参数，如辐射源类型、波长、 强度、照射时间、样品性质、处理条件等。确保数据的准 确性和完整性。
数据处理
对实验数据进行整理、分析和解释。利用专业软件绘制图 表，展示实验结果。通过对比分析不同条件下的数据，探 讨热辐射对样品性质的影响规律。
辐射监测讲义
（三）热释光剂量测量装置
热释光剂量测量包括：由热释光剂量计吸 收并贮存射线的部分能量，由热释光剂量计 读出器在加热时以光的形式释放这部分能量， 并为读出器测得，所测得的发光值与剂量成 正比。
读出器主要由加热装置、测光装置和有关 电子学部分组成。
二、选择监测仪器的原则
1.射线性质 2.量程范围 3.能量响应 4.环境特征：对于温度，要求在–10oC～40oC的范围 内仪器读数变化在±5%以内；对于相对湿度，要求 在10%～95%的范围内读数变化在±5%以内。 5.对其他辐射的响应 6.其它因素：仪器零点漂移要小；测量的方向性误差 不应大于±30%；仪器响应速度要快；重量要轻； 体积要小
• • • • • • • • • • •
监测方案内容应包括： 监测目的 任务由来 监测对象 监测项目 监测频次 监测点位布设（附示意图） 采样、测量分析方法 仪器设备 监测全过程的质量保证措施 现场监测过程中辐射防护与安全措施
一、现场测量
现场测量是指在现场完成的监测工作。 现场测量一般由准备阶段和实施测量两部 分组成。
（一）现场测量前的准备
1.制定现场测量方案 现场测量前的准备工作， 要求根据现场测量对象的性质，包括要测量核素的种类、 预期辐射水平等，以及现场环境条件，制定现场测量方 案，确定测量点位数、点位位置及其工作程序。 2.准备测量仪器 考虑测量仪器的适应性，包括 量程范围、能量响应特性和最小探测限等，准备测量仪 器和设备，仪器应经过检定有效，并检查仪器工作状态 是否正常，剂量率仪器还需经稳定辐射场检查。 3.确定测量人员 考虑测量人员的素质，确定 测量人员，测量人员需经培训考核合格，持证上岗，能 熟练使用测量仪器，在现场可以进行简单的维修，并具 备判断监测数据是否合理的能力。
物理实验：热辐射的特性与应用研究
● 03
第3章 热辐射与光谱分析
热辐射的光谱分析原理
热辐射的光谱分析是通过利用光谱仪等设备进行 的方法。通过光谱分析，可以揭示不同波长下热 辐射功率的分布情况，为进一步研究物体特性提 供了重要依据。
热辐射与原子发射光谱的关系
01 特征光谱
原子在受热后会发出特征光谱，与热辐射频 谱分布相关
02 内部结构
研究热辐射与原子发射光谱的联系可揭示原 子内部结构和能级跃迁信息
03
热辐射在光谱分析中的应用
物质成分分 析
热辐射在光谱分 析中起着重要作 用，可用于物质
成分分析
化学反应动 力学研究
热辐射有助于研 究化学反应动力 学，提高实验准
确性
激光与热辐射的 关系
激光是一种特殊的光 辐射，其频谱和相干 性与热辐射有所不同。 研究激光与热辐射的 关系对激光技术的发 展和应用具有重要意 义。
● 02
第2章 热辐射的实验方法
热辐射测量实验 的基本原理
热辐射测量实验需要 借助辐射计等仪器， 对热辐射进行定量分 析。通过测量热辐射 的强度和频谱，可以 了解物体的温度和辐 射特性。
热辐射实验装置的搭建
环境因素
影响实验结果
第11课热辐射(课件)五年级上册科学青岛版
银白色的宇航服
白色的百叶箱
用煤渣加速冰雪融化
拓展活动
传递热的方式
太阳能热水器：热传导、热对流、热辐射
电水壶：热传导、热对流
烤箱、电暖气：热辐射、热对流
电烙铁：热传导
总结
热辐射：热不依靠任何物体而直接向周围发射。 吸收辐射热的能力：深色（强） ， 浅色 （弱）。 热辐射的应用：微波炉、烤火。
基础达标
太阳的热可以不依靠任何物体直接向周围发射。 这种传递热的方式叫作辐射。
不同颜色的物体吸收辐射热的能力 做对比实验，探究不同颜色的物体吸收辐射热的能力
①选用什么物体作为实验材料？
相同材料，不同颜色（黑、白……）
②选用什么作为热源？
太阳
③怎样知道物体吸收的辐射热不同？ 测量、比较温度的变化
不同颜色的物体吸收辐射热的能力 比较数值，得出结论
第3单元 热的传递
3.3 热辐射
教学目标
科学知识目标 （1）知道太阳的热可以不依靠任何物体直接传递到地球上。 （2）知道热辐射是一种热的传递方式，不同颜色的物体吸收辐射热的能力 不同。
科学探究目标 能基于的学知识制订较完整的探究讨论，初步具备控制变量的意识，能设 计单一变量的实验方案。
科学态度目标 （1）能从不同视角提出研究思路，用新的方法完成探究。 （2）在进行多人合作时，愿意沟通交流，形成集体观点。
《热辐射及辐射传热》课件
05
总结与展望
热辐射与辐射传热的研究成果总结
01
热辐射与辐射传热的基本理论
总结了热辐射和辐射传热的基本概念、定律和公式，如斯蒂芬-玻尔兹
曼定律、普朗克辐射定律等。
02
热辐射与辐射传热的实验研究
介绍了实验研究的方法、技术和结果，如红外热像仪在热辐射测量中的
应用等。
03
热辐射与辐射传热的工程应用
列举了热辐射和辐射传热在各领域的实际应用案例，如建筑节能、太阳
《热辐射及辐射传热 》ppt课件
目录
• 热辐射概述 • 辐射传热原理 • 热辐射与辐射传热的关联 • 热辐射与辐射传热的实验研究 • 总结与展望
01
热辐射概述
热辐射的定义
01
热辐射：物体由于具有温度而辐射电磁波的现象。
02
热辐射与热传导、热对流并列，是热量传递的三种 方式之一。
03
热辐射不需要物体间相互接触，可以在真空中传播 。
实验原理
热辐射是物体通过电磁波形式传递能量的过程，辐射传热则是通过物体之间的 辐射能量交换实现热量传递。本实验将通过具体实验操作和数据分析，探究热 辐射和辐射传热的规律。
实验设备与实验步骤
实验设备：黑体辐射源、光谱辐射计 、温度传感器、恒温槽、支架、实验
数据处理软件等。
实验步骤
1. 准备实验设备，搭建实验装置；
光发射热辐射讲解课件
THANKS
详细描述
目前，科研人员已经开发出多种具有优异热辐射性能的材料，如碳化硅、氮化硅等。这些材料能够有 效地将热能转换为光能，并具有较高的发光效率和稳定性。此外，新型热辐射材料如二维材料、纳米 线等也备受关注，为热辐射技术的发展提供了更多可能性。
光发射与热辐射转换技术的研究进展
总结词
光发射与热辐射转换技术是实现光发射 热辐射的关键环节之一，其研究进展主 要集中在提高转换效率、优化转换过程 和探索新型转换技术等方面。
光发射的物理机制
光的产生
01
光发射是物质内部粒子从高能级跃迁到低能级时释放的能量以
光子的形式释放出来的过程。
光的吸收
02
物质吸收光子能量，使物质内部的粒子从低能级跃迁到高能级
。
光的传播
03
光在传播过程中，会受到物质的吸收、反射、折射、散射等作
用。
热辐射的物理机制
01
02
03
热辐射的产生
热辐射是物体由于具有温 度而辐射电磁波的现象。
光热治疗
光热治疗是一种新型的肿瘤治疗方法。通过将光能转化为热能，使肿瘤组织受到高温损 伤，从而达到治疗肿瘤的目的。在这一过程中，光发射热辐射起到了至关重要的作用。
热辐射的研究
热辐射的研究
热辐射是19世纪发展起来的一门新学科，它的研究得到了热力学和光
谱学的支持，同时用到了电磁学和光学的新兴技术，因此发展很快。到19世纪末，这个领域已经达到这样的高峰，以致于量子论这个婴儿注定要从这里诞生。
热辐射实际上就是红外辐射。1800年，赫谢尔（W.Herschel）在观察太阳光谱的热效应时首先发现了红外辐射，并且证明红外辐射也遵守折射定律和反射定律，只是比可见光更易于被空气和其他介质吸收。1821年，塞贝克（T.J. Seebeck）发现温差电现象并用之于测量温度。1830年，诺比利（L. Nobili）发明了热辐射测量仪。他用温差电堆接收包括红外辐射在内的热辐射能量，再用不同材料置于其间，比较它们的折射和吸收作用。他发现岩盐对热辐射几乎是完全透明的，后来就用岩盐一类的材料做成了各种适用于热辐射的“光学”器件。
与此同时，别的国家也有人对热辐射进行研究。例如：德国的夫琅和费在观测太阳光谱的同时也对光谱的能量分布作了定性观测；英国的丁铎尔（J. Tyndall）、美国的克罗瓦（A.P.P. Crova）等人都测量了热辐射的能量分布曲线。
其实，热辐射的能量分布问题很早就在人们的生活和生产中有所触及。例如：炉温的高低可以根据炉火的颜色判断；明亮得发青的灼热物体比暗红的温度高；在冶炼金属中，人们往往根据观察凭经验判断火候。因此，很早就对热辐射的能量分布问题发生了兴趣。
美国人兰利（ngley）对热辐射做过很多工作。1881年，他发明了热辐射计，可以很灵敏地测量辐射能量。图19.13就是兰利的热辐射计。他用四个铂电阻丝组成电桥，从检流计测出电阻的温度变化。为了测量热辐射的能量分布，他设计了很精巧的实验装置，用岩盐作成棱镜和透镜，仿照分光计的原理，把不同波长的热辐射投射到热辐射计中，测出能量随波长变化的曲线，从曲线可以明显地看到最大能量值随温度增高向短波方向转移的趋势（图19.14）。1886年，他用罗兰凹面光栅作色散元件，测到了相当精确的热辐射能量分布曲线。
物理实验中的热辐射测量技术与实例分析
物理实验中的热辐射测量技术与实例分析引言：
在物理实验中，热辐射测量是一项重要的技术，用于研究物体的热辐射特性。通过热辐射测量，科学家们可以探索物体的发射、反射和吸收热辐射的规律，从而增加我们对物质世界的认识。本文将介绍一些常用的热辐射测量技术，并通过实例分析，展示热辐射测量在物理实验中的应用。
1. 热辐射测量技术
1.1 硅光电池测量法
硅光电池是一种常用的热辐射测量设备。它能够将热辐射转化为电信号，用以测量热辐射的强度。通过测量硅光电池的输出电流，可以确定热辐射的强度大小。该技术广泛应用于太阳能电池板、热辐射计等领域。
1.2 热像仪测量法
热像仪是一种通过探测物体的红外辐射来实现热成像的设备。它能够将物体的红外辐射转化为可见光信号，并以不同颜色或亮度来表示物体的温度分布情况。热像仪可应用于建筑热工学、医学红外影像以及安防领域。
2. 实例分析
2.1 热辐射测量在太阳能领域中的应用
太阳能是一种广泛应用的清洁能源，了解其热辐射特性对太阳能利用具有重要意义。通过利用硅光电池测量法和热像仪测量法，可以测量太阳能电池板和太阳辐射的热辐射强度。这些实验结果有助于改进太阳能电池板的效率，并优化太阳能的收集和利用方法。
2.2 热辐射测量在材料科学中的应用
材料的热辐射特性与其组成和结构密切相关。通过热像仪测量法，科学家们可以研究不同材料的热辐射特性，从中探索材料的热导率、热容量等热学性质。这种研究对于材料的设计和选择具有重要意义，可以为制造业的发展提供更高效的材料方案。
2.3 热辐射测量在生物医学中的应用
《光源、光功率使用》课件
实现光功率控制。
03
案例介绍
某商业广场的照明系统通过采用智能控制技术，实现了根据天气和人流
情况自动调节亮度和色温，既满足了照明需求，又实现了节能减排。
案例分析：显示技术中的光源选择
了解显示技术中的光源选择的意义
01
在显示技术中，选择合适的光源能够提高显示器的显示效果和
降低能耗。
光源选择的方法
02
根据显示器的类型和用途选择合适的光源，如LED、LCD、
新型光电器件如光放大器、光调制器 等具有更高的性能和更广泛的应用前 景，可以推动光电器件行业的发展。
05
实践操作与案例分析
实际操作：光功率计的使用
了解光功率计的原理
光功率计是一种测量光功率的仪器，通过测量光功率可以了解光源 的发光强度。
光功率计的使用方法
将光功率计对准光源，调整光功率计的接收角度和高度，使接收器 能够接收到足够的光线，然后读取光功率计的读数。
通过智能控制技术，可以实现光功率 的自动调节和优化，提高照明效果和 节能效果。
物联网技术
物联网技术的应用可以实现远程监控 和控制，提高光功率使用的智能化和 便捷性。
新型光学材料与器件的应用
新型光学材料
新型光学材料如光子晶体、非线性光 学材料等具有独特的光学性质，可以 应用于新型光源和光电器件中。
新型光电器件
第二章热辐射定律以及辐射源
M vb (T ) C15e C2 / T
(1.3-6)
6.维恩位移定律 单色辐射出射度最大值对应的波长
mT 2897 .9(m K)
(1.3-7)
7.斯忒藩-玻尔兹曼定律
M vb (T ) T 4
(1.3-9)
其中 5.670 10 8 (J/m2 s K4 ) 为斯忒藩-玻尔兹曼常数。 斯忒藩-玻尔兹曼定律表明黑体的辐射出射度只 与黑体的温度有关，而与黑体的其他性质无关。
在波长到+d范围内相应的反射比称为单色反射比。对于不
透明的物体，单色吸收比和单色反射比之和等于1，即
(T ) (T ) 1
(1.3-1)
若物体在任何温度下，对任何波长的辐射能的吸收比 都等于1，即 (T) 1 ，则称该物体为绝对黑体（简称 黑体）。
2. 基尔霍夫辐射定律
• 标准光源是符合标准照明体光谱功率分布 的物理发光体。CIE先用相对光谱功率分布 定义了标准照明体，同时还规定了标准光 源，以实现标准照明体的相对光谱功率分 布。
标准照明体和标准光源
• 标准照明体：CIE规定的标准照明体是指特 定的光谱能量分布，是规定的光源颜色标 准。它并不是必须由一个光源直接提供， 也并不一定用某一光源来实现。为了实现 CIE规定的标准照明体的要求，还必须规定 标准光源，以具体实现标准照明体所要求 的光谱能量分布。
热辐射的原理和应用
热辐射的原理和应用
热辐射的原理可以通过黑体辐射来解释。黑体是指在完全吸收所有进
入的辐射并完全发出辐射的物体，它能够达到最大的辐射强度。根据维恩
位移定律和斯特藩-玻尔兹曼定律，黑体辐射的频率分布和辐射功率与温
度有关。维恩位移定律描述了随着温度的升高，黑体辐射的波长向短波方
向偏移。斯特藩-玻尔兹曼定律则说明了辐射功率与温度的四次方成正比。
热辐射具有多种应用。首先，在物理学领域，热辐射被广泛用于材料
的热学性质研究。通过测量物体的热辐射谱，可以得到其吸收和发射的能
量分布，从而推断出物体的能带结构、晶格振动等信息。热辐射的研究对
于新材料的开发和表征具有重要意义。
其次，在化学领域，热辐射可以用于非接触式温度测量。通过红外热
像仪等仪器，可以快速精确地测量物体表面的温度分布，从而对化学反应
的进行实时监测和控制。这对于高温反应、燃烧过程等有重要的应用价值。
此外，在生物学和医疗领域，热辐射也有广泛应用。热辐射可以用于
体温测量、疾病诊断和治疗。红外热像仪可以通过扫描人体表面的热辐射，得到体温分布图像，从而快速检测人体的异常温度。在医学诊断中，热辐
射可以用于肿瘤检测、血管成像等。此外，激光热疗也是一种利用热辐射
原理的治疗方法，通过将高能激光照射到肿瘤上，使其被高温烧灼，达到
治疗肿瘤的目的。
还有，红外技术是热辐射的重要应用之一、红外辐射波长范围在可见
光和微波之间，它具有穿透力强、不易受到光的散射和吸收等特点，因此
被广泛应用于军事、安防、航天等领域。红外辐射可以用于测距、夜视、
探测热源、热成像等。在夜视仪中，红外辐射可以将人眼无法看清的低亮度场景转换为明亮的图像，用于暗夜中的观测和侦察。
热辐射测量实验操作技巧与结果分析
热辐射测量实验操作技巧与结果分析
热辐射测量是一种重要的实验技术，在材料研究、能源利用和环境监测等领域
有着广泛应用。本文将介绍热辐射测量的实验操作技巧，并对实验结果进行分析。
实验操作技巧：
1. 实验器材准备：进行热辐射测量需要准备合适的实验器材，包括热辐射仪、
示波器、温度计等。在选择器材时，要根据实验需求选择合适的型号和规格。同时要保证仪器的准确性和稳定性。
2. 实验环境控制：热辐射测量对实验环境的要求比较高，因此要注意环境控制。首先要保证实验室的温度和湿度稳定，并且与实验样品的温度相匹配。其次要消除周围干扰源的影响，如光照、电磁辐射等。
3. 实验样品准备：在进行热辐射测量前，要对实验样品进行准备。首先要清洁
样品，以避免污染对测量结果的影响。然后要根据实验需求对样品进行加热或冷却处理，使其达到所需的温度。
4. 测量参数设定：在进行热辐射测量时，要正确设定测量参数。包括选择适当
的测量范围、采样率和测量时间等。同时要注意校准仪器，以消除误差。
实验结果分析：
根据热辐射测量得到的数据，可以进行一系列的结果分析。以下是几个常见的
分析方法：
1. 辐射强度分析：通过测量得到的辐射强度数据，可以分析不同温度下的辐射
特性。例如，可以绘制辐射强度-波长曲线，得到不同波长下的辐射功率分布。这
可以帮助研究人员了解材料的辐射特性和能量转化机制。
2. 辐射率计算：根据辐射强度测量结果，可以计算出辐射率。辐射率是描述材
料对热辐射的吸收和发射能力的重要参数。通过计算辐射率，可以评估材料的传热性能和热辐射特性。
3. 温度测量：在热辐射测量中，常常需要对实验样品的温度进行测量。通过测
第三章-热辐射的基本规律
§3.1 发光的种类
1，化学发光
直接发光 简接发光
2，气体放电（电致气体放电发光）
辉光放电 弧光（电弧）放电
低（气）压放电
火花放电
常（气）压放电
3，场致发光（电致发光）：载流子复合发光 发光二极管（LED） 电致发光显示屏
4，电（子）激发发光
如：电子显象管
荧光
5，光致发光 光激发发光 光泵浦
T1 T2 , w1 w2 T1 T2, w1 w2
同样违反热力学第二定律。 物体对辐射的吸收和发射达到平衡时，电磁辐射 的特性将只取决于物体的温度，与物体的其它性质无 关。
二、基尔霍夫定律
设想一物体处于一真空的腔体内，经过一段时间 以后物体与空腔达到热平衡。在热平衡状态下，物体 发射的辐射功率必然等于它吸收的辐射功率，否则不 能保持平衡温度不变。
h
qp h
o
Lq
在μ空间体积 Ldp内，粒子可能的量子态数： Ldp h
三维自由粒子在μ空间体积 Vdpxdpydpz 内的量子态数：
Vdpx dp y dp z
h3
采用球极坐标：
px p sin cos
py p sin sin pz p cos
动量空间体积元：
p2 sin dpdd
1
Mbb M bb 2 8 3c2 e KBT 1
物理实验：热辐射与热能的实验设计
汇报人：XX
2024年X月
第1章 热辐射与热能简介 第2章 热辐射的实验方法 第3章 热能的传播方式 第4章 热辐射测量技术 第5章 热辐射的实验应用 第6章 总结与展望
目录
● 01
第1章 热辐射与热能简介
什么是热辐射？
热辐射是一种物质发 射出的热能传播方式， 由发射物体的温度决 定。它可以穿过真空 传播，具有波粒二象 性，频率和波长与发 射物体温度有关。研 究热辐射有助于探究 能量转化规律。
感谢观看
THANKS
03 记录数据
确保实验可复现性
实验数据处理
处理数据
利用软件对数据wenku.baidu.com进行分析
提取规律
总结数据特点
91%
统计验证
使用统计方法验 证实验结果
实验结论
热辐射实验通过对热辐射的测量和分析，得出了 一些结论。在实验结论中，应该总结研究结果， 讨论实验发现的现象和规律，并展望实验结果的 意义和应用。通过实验结论，对研究的意义和影 响进行全面的分析和总结。
热辐射是物体内部热能向 外传播的一种方式
能量转化
热能可以被热辐射转化为 其他形式的能量
规律探究
研究热辐射有助于探究能 量转化的规律
91%
总结
热辐射是一种重要的能量传播方式，其性质和应 用十分广泛。通过对热辐射的研究可以更好地理 解能量的转化规律，为太阳能利用、医学应用以 及新型热电材料的研发提供重要参考。
热工测量及仪表ppt
相对误差有以下表现形式: ① 实际相对误差。
A
x A
100%
② 示值相对误差。 ③ 满度(引用)相对误差。
百度文库
x
x x
100%
rn
x xn
100%
相对误差及精度等级
几个重要公式:
示值相对误差 满度相对误差
(引用误差) 准确度(精度)
例:用同一台磅秤测量三个不同重量物体得示值相对误差得比 较,请得出结论！
热工测量及仪表
第一章 测量及测量误差
第一节 测量得定义及方法
1、测量定义(三要素)
所谓测量,就就是利用测量工具,通过实验得方 法将被测量与同性质得标准量(即测量单位)进 行比较,以确定出被测量就是标准量多少倍数 得过程。所得到得倍数就就是被测量得值,即
L=x/b
式中x＿被测量
b＿标准量(测量单位)
得某种参数按已知关系随被测量发生变化,由于这种变化
关系已在仪表上直接刻度,故直接可由仪表刻度尺读出测
量结果。例如,用玻璃管水银温度计测量温度时,可直接有
水银柱高度读出温度值。
(2)零值法(平衡法)。将被测量与一个已知量进行比较,
当二者达到平衡时,仪表平衡指示器零,这时已知量就就是
被测量值。例如,用天平测量物体得质量,用电位差计测量
电势都就是采用了零法。
(3)微差法。当被测量尚未完全与已知量相平衡时,读
5第四五章剂量学及测量的基本概念
D、K和X之间的区别
辐射量 照射量X 比释动能K 吸收剂量D
剂量学含义 表征X,γ射 线在空气中 辐射强度大 小的物理量
表征非带电 粒子在关心 体积内交给 带电粒子损 失的能量
表征任何辐 射在关心体 积内被物质 吸收的能量
适用介质
适用辐射类 型
空气
X,γ射线
任何介质
任何介质
电子中子光 任何辐射 子等
2、实用空气电离室 电离室 的校准 测量条件: 方法
(1) 室壁与空气等效 (2) 准确得知空气腔体积 (3) 室壁厚度满足电子平衡条件
用两种电离室同时测量已知强度的X、 γ线源,得出实用空气电离室的校准因子.
定期校准
(20°C,760mmHg)
273.2 t 760 K tp 293.2 P
1R X射线或γ射线照射量的等值定义: a.在0.00129g空气中形成的1静电单位电 荷量的正离子或负离子； b.在0.00129g空气中形成2.083×109对离 子； c.在0.00129g空气中交给次级电子7.05 ×1010 eV或11.3 ×10-9J的辐射能量； d.在1g空气中交给次级电子87.3 ×10-7J 的辐射能量.
伦琴的定义: 在X或γ射线照下,0.001293g空 气(相当于0º C和101kPa大气压下1cm3干燥空 气的质量)所产生的次级电子形成总电荷量为 1静电单位的正离子或负离子.即
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6
电阻的调制检测结果
7
热扩散波长及深度
• 热扩散波长：=(2k/c)2 • 此时热波的幅值衰减到原长的1/e. • K热导率；密度；c比热容；调制频率
• 幅值热图像—深度范围等于热扩散波长； • 相位热图像—深度范围等于热扩散波长两
倍；
8
调制光热辐射测量装置
19
• 样品热弹性变形； • 样品和近表面空气中的热透镜效应。变形面上反
射光束、折射率变化区域的透射光发生偏折。
20
光热偏转技术的实施方案
• 横向法光热偏转方案 • 透射式光热偏转方案 • 反射式光热位移方案
21
横向光热偏转
• 原理：用一束泵浦光加热材料表面，材料 吸收光能产生微弱升温效应，材料表面的 气体有一定的温度梯度分布，产生折射率 的梯度分布；另一探测光束通过折射率梯 度分布区域时，光线产生偏折，检测偏折 量检测材料表面温度变化，而温度变化与 材料次表面的缺陷相关，因而通过对材料 样品表面扫描检测可得到次表面缺陷图像。
14
说明
• 阶跃光热辐射测量不需知道无缺陷区域的 性质，仅一次实验即可获得缺陷深度、热 性质信息。
• 阶跃光热辐射测量适合于变化较慢的检测， 而脉冲辐射测量适合变化较快的检测。
15
5.4.3 振动（超声）激励辐射测量
• 原理：在机械振动的作用下，在裂纹或分 层等缺陷处摩擦生热，机械能直接转换为 热能，在某一特定频率下振动与结构其他 部分无关，通过改变振动频率，热梯度出 现或消失
• 环境反射SR 测温中不变，M与外部反射无关
ar c S S 4 3 ( (X X t1 1 ) ) a S S 1 2 n ( (X X 1 1 ) ) arS S c 4 3 ,,T T ( (tX X 1 1 a ) ) S S n 1 2 ,,T T ( (X X 1 1 ) )
• 优点：可在线检测大结构区域。
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超声红外热像技术装置图
• 超声发生器：电源、换能器（压电片、聚 能杆）
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说明
• 超声激励辐射测量可检测更深、更小的缺 陷：腐蚀、垂直裂纹、分层检测。
• 声源和试件需良好机械结合。
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5.4.5 光热偏转测量技术
• 当一束激光入射于样品时，样品吸收激光， 导致温度梯度分布，在加热区域伴随折射 率变化。若有另一光束通过该样品区域， 其传播特性会受到微扰，产生光束的发散 或偏转。前者称激光热透镜效应，后者称 激光光热偏转效应，总称激光诱导光热效 应。
It'S An Honor To Walk With You All The Way
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
第5章 光热辐射测量技术
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脉冲光热辐射测量法
• 包括对试件加热、用红外热成像设备记录 表面温度变化两个过程。
• 对试件加热后，试件温度发生变化，试件 表面下的缺陷使温度变化出现异常。缺陷 越深，温差出现越迟，温差也越小。
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5.4 其他光热辐射测量技术
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调制辐射测量技术
• 工作原理：基于试件中热波的产生。
– 输入参数：幅值A,调制频率 – 输出参数：幅值、相位，调制频率 – 利用一个调制周期中试件表面等时间间距温度
的四个采样值进行估算。
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输出参数确定ห้องสมุดไป่ตู้
arctan S1 S 3 S2 S4
A S1 S3 2 S 2 S 4 2
T S1 S2 S3 S4 4
温度：红外辐射能量的大小；
幅值变化：热扩散；
相位：热传播时间
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输出参数确定
• 实测信号SM：物体辐射ST；环境反射SR • SM =i ST+(1-) SR • 为发射率，i照度
M { i3 , T S [ ( X 1 ) ( 1 ) S 3 ,R ( X 1 ) [ ] i1 , T ( S X 1 ) ( 1 ) S 1 ,R ( X 1 )2 ] { i} 2 , T S [ ( X 1 ) ( 1 ) S 2 ,R ( X 1 ) [ ] i4 , T S ( X 1 ) ( 1 ) S 4 ,R ( X 1 )2 ] } M 2 i 2 [ S 3 , T ( X 1 ) S 1 , T ( X 1 ) 2 ] 2 i 2 [ S 4 , T ( X 1 ) S 2 , T ( X 1 ) 2 ]
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注意
• 空间分辨率随探测深度增加而降低； • 测量至少需要一个调制周期；
– 点加热、面激励源
• 对激励强度无要求
– 卤素灯、周期电流信号内部激励、超声波源内 部力学激励、
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调制辐射测量的应用
• 定位裂纹位置； • 不同涂层厚度； • 材料特性（密度、厚度、孔隙度、内部结
构等）
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5.4.2阶跃光热辐射测量技术
• 阶跃光热辐射测量/时变红外辐射测量：
– 用较低能量的辐射对试件持续加热；
• 激光作点热源或线热源，声光调制器作门控制信号。
– 观测加热过程或加热后温度随时间的变化；
• 测量某一时刻扫描线的温度分布；测量扫描线温度 随时间变化；测量某时刻整个平面的温度分布情况。
– 装置：热源不同于脉冲辐射测量
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横向光热偏转
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写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
谢谢大家
荣幸这一路，与你同行
热传递时间
• 热传递时间tT：观测区域中观测点的温度偏 离正常温度所需要的时间，与缺陷深度有 关。
• 例：涂层厚度对试件温度变化的影响。
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热传递时间
• 说明： • 开始时所有曲线呈线性关系； • 随时间增加曲线开始低于半无限大情况—
基底热导率大于涂层；绝热基底正好相反。 • tT=0.36L2/ L涂层厚度； 吸收率