弹性固体红外辐射特征的热力学影响因素分析

复习题一、名词解释=0而使衍射线有规律消失的现象称为系统消光。

1、系统消光: 把由于FHKL2、X射线衍射方向: 是两种相干波的光程差是波长整数倍的方向。

3、Moseley定律：对于一定线性系的某条谱线而言其波长与原子序数平方近似成反比关系。

4、相对强度：同一衍射图中各个衍射线的绝对强度的比值。

5、积分强度：扣除背影强度后衍射峰下的累积强度。

6、明场像暗场像：用物镜光栏挡去衍射束，让透射束成像，有衍射的为暗像，无衍射的为明像，这样形成的为明场像；用物镜光栏挡去透射束和及其余衍射束，让一束强衍射束成像，则无衍射的为暗像，有衍射的为明像，这样形成的为暗场像。

7、透射电镜点分辨率、线分辨率：点分辨率表示电镜所能分辨的两个点之间的最小距离；线分辨率表示电镜所能分辨的两条线之间的最小距离。

8、厚度衬度:由于试样各部分的密度(或原子序数)和厚度不同形成的透射强度的差异；9、衍射衬度：由于晶体薄膜内各部分满足衍射条件的程度不同形成的衍射强度的差异；10相位衬度：入射电子收到试样原子散射，得到透射波和散射波，两者振幅接近，强度差很小，两者之间引入相位差，使得透射波和合成波振幅产生较大差异，从而产生衬度。

11像差：从物面上一点散射出的电子束，不一定全部聚焦在一点，或者物面上的各点并不按比例成像于同一平面，结果图像模糊不清，或者原物的几何形状不完全相似，这种现象称为像差球差：由于电磁透镜磁场的近轴区和远轴区对电子束的汇聚能力不同造成的像散：由于透镜磁场不是理想的旋转对称磁场而引起的像差色差：由于成像电子的波长（或能量）不同而引起的一种像差12、透镜景深：在不影响透镜成像分辨本领的前提下，物平面可沿透镜轴移动的距离13、透镜焦深：在不影响透镜成像分辨本领的前提下，像平面可沿透镜轴移动的距离14、电子衍射：电子衍射是指当一定能量的电子束落到晶体上时，被晶体中原子散射，各散射电子波之间产生互相干涉现象。

它满足劳厄方程或布拉格方程，并满足电子衍射的基本公式Lλ=Rd L是相机长度，λ为入射电子束波长，R是透射斑点与衍射斑点间的距离。

红外线测温技术的原理及其精度评估红外线测温技术是一种非接触式测温技术，它利用物体辐射出的红外线能量来进行测温。

该技术广泛应用于工业、医疗、军事等领域，具有快速、准确、无接触等特点。

本文将详细介绍红外线测温技术的原理，并探讨其精度评估方法。

一、红外线测温技术的原理红外线测温技术基于物体的辐射能量，根据物体在不同温度下辐射出的特定波长的红外辐射能量进行测温。

1. 斯特藩-玻尔兹曼定律根据斯特藩-玻尔兹曼定律，物体的辐射能量与其绝对温度的四次方成正比。

公式表达如下：E = σ * T^4其中，E表示物体的总辐射能量，σ为斯特藩-玻尔兹曼常数，T为物体的绝对温度。

2. 黑体辐射理想黑体是指能够完全吸收所有入射辐射，同时将热能以连续的频率分布辐射出去的物体。

它是用来研究辐射热力学性质的重要模型。

根据普朗克定律和维恩位移定律，可以得到黑体辐射的辐射能量与温度之间的关系。

3. 红外线测温传感器红外线测温传感器利用半导体材料的特性，将红外辐射能量转换为电信号。

传感器通过接收红外辐射能量，并将其转化为电压信号，然后由电子元器件进行处理和分析，最终得出测温结果。

二、红外线测温技术的精度评估红外线测温技术的精度评估是确保测量结果的可靠性和准确性的重要步骤。

以下是一些常用的评估方法：1. 设计评估实验为了评估红外线测温技术的精度，可以设计实验，将红外线测温仪与标准温度计进行比对。

在不同温度下，同时使用红外线测温仪和标准温度计进行测量，对比两者的测量结果，计算其差异和误差。

2. 环境因素考虑红外线测温技术的精度还受到环境因素的影响。

因此，在评估精度时，需要考虑环境温度、湿度、大气压等因素对测量结果的影响，并进行相应的修正计算。

3. 校准和校正为保证测温仪器的准确性，定期进行校准和校正是必要的。

校准是指将测温仪器的测量结果与已知温度进行比对，以确定其误差和修正系数。

校正是针对特定应用场景进行的修正，考虑环境因素和工作条件的影响。

金属焊缝的红外无损检测技术的研究摘要：随着冶金、航天及机械等行业的发展，焊接在生产中的地位越来越高。

焊接过程中，由于施工等多方面的影响必然在工件的内部出现影响其使用性能的各种焊接缺陷，在不影响其使用性能的基础上，对缺陷更加准确的检测与评估成为必须要解决的问题。

传统检测的手段不仅速度慢，而且可能对工件造成破坏。

红外无损检测技术作为一种新型的检测手段，具有准确、直观、快速等优势。

它依据红外辐射定律等基本原理，借助于红外成像技术将物体辐射的能量转变为可见光图像，通过对红外热成像图的分析，来判定内部是否存在缺陷。

由于红外图像的特点，本文以金属焊缝为例，首先对得到的红外图像进行了前期的处理，将模糊理论应用于边缘提取领域，获得了较为清晰的边缘，为后续的检测提供基本条件。

在热传导理论的基础上，使用大型有限元分析软件ansys对内部具有不同尺寸、不同位置缺陷的金属板材进行有限元分析，为工程上进一步的应用提供了依据。

关键词：金属焊缝红外无损检测边缘提取有限元分析Abstract：With the development of metallurgy, aerospace and machinery industry, welding position status of welding in the production is getting more and more higher. In the process of welding, various welding defects in the internal of the workpiece must occur due to the impact of construction and many other factors. These defects must affect the performance of the workpiece. A more accurate methods to inspect and assess defects is needed. The traditional means of detection is not only slow, and may cause damage to the workpiece. As a new means of detection, infrared nondestructive testing technology is accurate, intuitive and fast. Based on the basic principles of infrared radiation law. It transfers radiation energy into visible light image by means of infrared imaging technology, and determines the existence of internal defects through the analysis of infrared thermogrphy .In this paper, we take metal welds as an example. Consideringthe characteristics of the infrared image, the paper takes measures to the infrared images. The fuzzy theory is applied to extract a more sharp edges, providing the basic conditions for subsequent detections. Based on heat transfer a metal plate with different sizes, different locations. At last, finite element analysis is carried out to provide theoretical foundation for further applications.Key words: Metal welds infrared Nondestructive testing Edge extraction Finite element analysis一．引言随着冶金、航天及机械等行业的飞速发展，焊接在生产中的地位越来越高。

《红外辐射测温技术》讲义0 绪论使学生了解红外测温的基础知识和基本理论，辐射测温的基本工作原理，熟悉辐射测温仪表的基本构成，为辐射测温仪表的研制奠定基础。

1.课程内容、地位与应用■红外辐射：红外技术是研究红外波段内电磁波的规律并使其应用的一门现代技术。

众所周知，从波长很长的无线电波到波长很短的宇宙射线都是不同波长的电磁波，或称为电磁辐射。

波长的单位在行业内习惯用微米(µm) 。

频率ν和波长λ的关系为λν= c （光速）；也有用波数σ表示波长的σ=1/λ(cm-1) 。

电磁波谱上的每一段都具有其独特的规律，每一段都是一个研究领域，都有其特性和规律，研究并使其应用，造福与人类，是每个学科的宗旨。

红外技术就是研究红外区域内电磁波的规律的一门学问。

包括可见光直到紫外部分。

* 需要记住和理解的几点内容：“红外辐射是人眼看不见的光线”；“红外辐射就是热辐射”“对红外线的研究也属于光学范畴。

”红外技术的应用：①军事上：●军事目标的侦察、监视、预警与跟踪●红外制导是一种重要的制导方式。

●红外通信。

●军用夜视仪。

●是探测隐身飞行器的一种手段。

● 对威胁进行红外告警。

②在民用方面：红外测温，红外遥控，红外遥感，红外医疗，红外加热，红外光谱技术。

总之，红外技术的应用及其广泛，它已涉及到军事战术或战略的情报搜集、目标的侦察监视、武器制导等各个领域，对未来战争产生重大的影响。

在工业、医学和科研等许多方面也广为使用，例如热源探测，医用热像仪、温度测量与过程控制、红外光谱分析、红外加热、红外遥感、红外天文学等。

■测温技术温度测量的方法可分两大类：辐射测温特点：优点：响应速度快、分辨率高，适用于旋转物体、移动物体、热容量小的物体、腐蚀性场合，以及接触式测温无法使用的条件下，辐射测温被广泛应用。

如：电力、冶金、化工橡胶等领域● 焊接、炉窑、焦化、电力（变压器） ● 感应加热、塑料、玻璃 ● 金属挤压成型 ● 热处理和退火缺陷：①一般辐射温度计都只能测得亮度温度或辐射温度，由于一般被测物体发射率都小于l ，所以不能测得真温度。

红外辐射测温原理介绍红外辐射测温是一种非接触式测温技术，利用物体发射的红外辐射来确定物体的表面温度。

这种测温方法常用于工业领域，特别是在高温、危险或难以接近的环境中。

原理红外辐射测温的原理是基于物体的热辐射特性。

按照热力学规律，任何物体在温度高于绝对零度时都会发射热辐射。

这种辐射由各种波长的光组成，包括可见光、红外线和紫外线等。

红外线是介于可见光和微波之间的电磁辐射，在物体表面温度较低时更为明显。

根据斯特藩定律，物体的辐射功率与物体的表面温度的四次方成正比。

所以，通过测量物体发出的红外辐射能够反推出物体表面的温度。

红外测温仪依靠红外传感器接收物体发出的红外辐射，并将其转化为数字信号，通过算法计算得出物体的表面温度。

红外辐射测温仪构成红外辐射测温仪通常由以下几部分组成：1. 光学系统光学系统是红外辐射测温仪的核心组成部分。

光学系统包括透镜、滤波器和红外传感器等元件。

透镜用于聚焦红外辐射，滤波器可以将可见光和其他波长的辐射过滤掉，只保留红外辐射量。

红外传感器负责将接收到的红外辐射转化为电信号。

2. 接收器接收器是红外辐射测温仪的信号处理单元。

它负责将红外传感器接收到的电信号转化为数字信号，并进行信号的放大和滤波。

接收器还可以根据不同的测温需求进行信号的处理和解析。

3. 显示和记录设备显示和记录设备将处理后的数据进行显示和记录。

通常，红外辐射测温仪配备有LCD显示屏，可以直观地显示物体的表面温度。

一些高级仪器还可以将数据通过USB接口传输到计算机中进行进一步分析和记录。

应用领域红外辐射测温技术在许多领域都有广泛的应用，包括但不限于以下几个方面：1. 工业生产在工业生产中，许多设备和过程需要进行实时温度监测。

红外辐射测温技术可以在高温、高压或危险的环境中实现非接触式测温，确保工艺的稳定性和安全性。

例如，在钢铁生产中，可以通过红外辐射测温仪实时监测炉温，以便控制炉内的熔炼进程。

2. 环境监测红外辐射测温技术也可以用于环境监测，例如测量空气温度、水温等。

第十六章 辐射换热辐射热是热传导的另一种方式，其机理与导热、对流换热完安全不同。

本章主要介绍热辐射的基本概念和基本定律，并在此基础上进一步分析辐射换热的增强与削减。

第一节 热辐射的基本概念一、热辐射辐射：物体因某种原因而通过电磁波向外发射能量的现象称为辐射。

被发射的能量称为辐射能。

根据电磁波原理，辐射能的发射是原子内部经过复杂运动的结果。

发射辐射能是各种物质的固有特性。

任何时候、任何物质都在发射辐射能，也在吸收辐射能。

热辐射：物体由于自身温度或热运动而对外发射辐射能的现现象称为热辐射。

物体只要有一定的温度，就不可避免地向外发射热辐射，温度越高，物体热辐射能力越强，发射的热辐射能量越多。

辐射能是由电磁波传递的。

按波长的范围，电磁波可分为不同的射线，如图6-1所示。

在常见的温度范围内，热辐射的波长在0.4~1000μm 之间，这一波长范围内的电磁波称为热射线。

其中包括可见光线（0.4~0.75μm ）、近红外线（0.75~25μm ）和远红外线（25~1000μm ）。

8-106-4-2-101034106）（m μ可见光电磁波与热射线图1-16热射线中，可见光线的波长范围很窄，又位于短波区，在一般工程范围内热效应较小；近红外线的能量占热射线能量的大部分；远红外线在近十年中才被利用于某些材料的烘干加热流程中，耗能小、效果好。

微波炉就是利用远红外线来加热物体的。

远红外线可以穿过塑料、玻璃及陶瓷制品，但却会被像水那样具有极性的物体吸收。

因为被加热的物体中一般都含有水，所以远红外线加热是一种比较理想的加热手段。

二、辐射换热及其特点辐射换热：当物体之间存在温度差时，以热辐射形式实现热量交换的现象称为辐射换热。

辐射换热的特点：（1）参与辐射换热的物体无须接触；（2）辐射换热不必借助中间介质，可以在真空中以光速进行；（3）任何物体在不断发射热辐射的同时也在吸收热辐射。

辐射换热是物体之间相互辐射和吸收的总效果。