1 西安建筑科技大学 机电工程学院，陕西 西安 710055
2 西北工业大学 动力与能源学院，陕西 西安 710072
由于涡轮叶片所处的工作环境复杂，受到壁面及燃气辐射干扰，导致测温十分困难。为进一步分析涡轮叶片表面在端壁影响下的温度分布情况，采用数值模拟结合自定义编程的方式进行了含端壁涡轮导叶的温度误差验证计算。利用自定义编程对经典同心球模型进行了角系数，有效辐射等可靠性验证计算，验证方法可靠。基于该方法进行了端壁与涡轮导叶各网格单元的角系数，叶片表面间的辐射换热计算，输出涡轮导叶的表面辐射特性分布，运用玻耳兹曼定律反推导出该工况涡轮导叶所受到的辐射能流分布情况；计算分析了不同误差影响机理下，含端壁的涡轮导叶温度误差分布情况，探明了热辐射环境下对叶片表面辐射特性的影响。结果表明：当进口黑体辐射温度在1400~1800 K之间，进口辐射强度是对叶片换热影响最大的因素；利用有效辐射和所计算的误差分布可知，进口辐射温度影响区域主要是叶片前缘区域，最大计算误差不超过2.82%；通过有效辐射及误差分布可见，出口黑体辐射温度的变化对于涡轮导叶的影响较小，受温度影响区域也主要为叶片前缘区域，最大计算误差不超过2.35%；叶片表面发射率与温度成正相关，当叶片表面发射率增大时，叶片表面温度随之均匀升高，在真实工况下，叶片材料物性的改变较小，在发动机设计中可以近似忽略由于叶片温度变化导致物性参数改变带来的影响。
涡轮叶片 数值模拟 辐射换热计算 辐射特性 反射辐射 角系数 turbine blades numerical simulation radiation heat transfer calculation radiation characteristics reflected radiation view factor 红外与激光工程
2024, 53(1): 20230371
1 燕山大学信息科学与工程学院, 河北 秦皇岛 066004
2 燕山大学电气工程学院, 河北 秦皇岛 066004
3 河北环境工程学院信息工程系, 河北 秦皇岛 066000
激光诱导荧光(LIF)是一种有效的海面溢油遥感探测技术,双向反射辐射再分布函数(BRRDF)可以描述介质表面入射激光与出射荧光的量值关系,为LIF技术探测海面溢油污染提供理论指导。基于蒙特卡罗方法建立了海面溢油水包油乳化液的光子传输模型,利用米散射理论计算水包油乳化液的固有光学参数,分析其在不同乳化时间、荧光波长、探测接收角度下的BRRDF与光子出射、入射天顶角余弦的乘积XBRRDFcos θr cos θi。仿真结果表明,随着水包油乳化液乳化时间的增加, 整体呈上升趋势,且在荧光量子产率较大的荧光波长处较大。收发共轴LIF系统的接收光功率受探测接收角度、水包油乳化液的厚度和浓度的影响,当探测接收角度小于50°时,系统的接收光功率较大。
激光诱导荧光 水包油乳化液 双向反射辐射再分布函数 蒙特卡罗方法 光学学报
2020, 40(17): 1701001
1 中国科学技术大学 环境科学与光电技术学院，安徽 合肥230026
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所 通用光学定标与表征技术重点实验室，安徽 合肥 230031
卫星遥感器辐射校正场的地表反射辐射测量（例如地表反射率、地表辐亮度等）对卫星遥感器的在轨定标至关重要。由于地物光谱仪自身具有一定的偏振敏感性，场地反射辐射的偏振特性将会引入偏振测量误差。采用基于偏振成像仪和塔吊的非定点测量方式以及基于偏振光谱仪和BRDF测量架的定点测量方式，测量了敦煌场490 nm和670 nm波段场地反射辐射的多角度偏振分布和局地偏振均匀性。试验结果表明，敦煌辐射校正场的反射辐射具有一定的偏振特性。偏振特性和波段有关，490 nm波段偏振度明显大于670 nm波段。490 nm和670 nm波段的多角度偏振分布关于太阳主平面对称。在太阳主平面内，前向散射区偏振度大于后向散射区，并随天顶角变大而变大。两种测量方式获得了一致的偏振特性分布规律。获得了直径100 m区域的场地反射辐射局部均匀性，均匀性在6%左右。研究场地反射辐射的偏振特性对于场地辐射探测方案的改进以及辐射测量精度的提高具有重要意义。
偏振 偏振光谱仪 偏振成像仪 敦煌辐射校正场 反射辐射 polarization spectropolarimeter polarization imager Dunhuang radiometric calibration site reflected radiation
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所大气成分与光学重点实验室，安徽 合肥 230031
2 中国科学院大学，北京 100049
数值模拟了在给定条件下气溶胶粒子群平均有效半径和折射率虚部不同时大气层顶的反射强度和到达地面的透射强度，以及不同气溶胶垂直分布对各高度层的反射、透射强度和辐照度的影响。结果表明，当大气气溶胶光学厚度相同时，气溶胶垂直分布对15 km以下的反射和透射辐射影响较大；气溶胶粒子群平均有效半径和折射率虚部越小，大气层顶的反射强度和到达地面的透射强度越大。因此，对于准确地计算大气辐射不仅需要考虑气溶胶总光学厚度，还需考虑气溶胶粒子群的平均有效半径、复折射率和气溶胶垂直分布；计算中若只使用气溶胶模型中的经验值会带来较大误差。
大气光学 复折射率 气溶胶垂直分布 反射辐射 透射辐射 atmospheric optics complex refractive index aerosol vertical distribution reflected radiation transmitted radiation 红外与激光工程
2016, 45(2): 0211002
中国人民解放军63892部队, 河南 洛阳 471003
仿真试验中, 目标辐射特性计算精度影响红外成像设备作用距离的测试精度, 反射辐射是目标辐射特性的重要组成部分, 针对空中目标的反射辐射特性进行建模并给出了工程计算方法, 该方法考虑了空中目标反射天空背景辐射、反射太阳直射辐射、反射地面背景辐射。针对某空中目标进行了理论计算, 并与实测数据进行了对比, 结果表明该方法精度较高。
空中目标 反射辐射 红外辐射特性 工程算法 air-target infrared reflected radiation infrared radiation characteristic engineering arithmetic
1 南京理工大学, 电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
2 总装驻扬州地区军事代表室, 江苏 扬州 225009
可见光图像与红外图像融合是近年来热门的研究领域。根据日光的光谱分布、目标的反射系数以及黑体的红外辐射, 详细分析了人体、深色涂层、高温玻璃杯等常见目标的反射辐射光谱分布和红外辐射光谱分布。利用研制的可见光与红外融合图像采集系统, 采集了常见目标的可见光与红外融合图像, 得到了从可见光波段到红外波段融合图像的全光谱曲线。对可见光图像和红外图像进行了对比, 比较的结果表明, 融合图像具有包含反射辐射和红外辐射的双重特性, 使其光谱从单一的可见光波段或者红外波段拓展到从 0.39 μm到 15 μm的全波段。融合图像的信息量增加的根本原因是光谱信息的叠加。
反射辐射分布 红外辐射分布 融合图像光谱 reflection radiance distribution infrared radiation distribution spectrum distribution
1 北京理工大学 信息科学技术学院光电工程系，北京 100081
2 北京控制工程研究所，北京 100080
3 中国计量科学研究院，北京 100013
论述了空间姿态敏感器表面材料测量的基本原理，即光谱漫反射基本原理和光谱相对空间反射分布测量原理。通过上述测量可以全面地考察敏感器表面材料对不同光谱成分的反射能力，以及光辐射在材料表面的反射情况。结果表明，敏感器表面材料在入射和反射角大于60°的近红外区(波长为800～2500nm)，敏感器表面材料的反射辐射能量明显升高了。在紫外至可见光区(波长为250～700nm)，在入射和反射角小于60°的条件下，反射辐射能量很低。
敏感器 反射辐射 测量 sensor reflected radiation measurement
1 空军第一航空学院基础部,河南 信阳 464000
2 河南师范大学物理系,河南 新乡 453002
3 四川大学原子与分子物理研究所,四川 成都 610065
在介绍一种采用钽酸锂热释电探测器实现的实时测温系统的基础上,着重讨论了反射辐射和探测器本身的辐射对该系统测温精度的影响.提出了抑制反射辐射及探测器本身的辐射对测温精度影响的4条措施:1) 采用水冷遮蔽板并对探测器进行水冷;2) 尽可能地使探头正对待测物体表面;3) 选择合适的仪器工作波长带宽(Δλ=10 nm);4) 进行电气补偿.进行了一些必要的分析与讨论,得到了采用水冷遮蔽板、将探头尽可能地正对待测面并选用合适的波长带宽可以有效地抑制反射辐射、及对探测器进行水冷并进行电气补偿,可有效地抑制探测器本身的辐射的结论.实验表明,采取优化措施后,在要求的测温范围400～1200℃内测温精度不低于0.3%,符合设计要求.
测试计量仪器 温度测量 热释电探测器 测温误差 反射辐射 辐射测温
