Titel: Dynamische Emissionsgradmessung im Hochtemperaturbereich
Autoren: Krenek, Stephan, Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), Arbeitsgruppe 7.42, Angewandte Thermometrie, Berlin, ORCID: 0000-0001-9289-044X
Beitragende: HostingInstitution: Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), ISNI: 0000 0001 2186 1887
Seiten:289
Sprache:de
DOI:10.7795/110.20170203
Art der Ressource: Text / Dissertation
Herausgeber: Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB)
Rechte: Vervielfältigung nur zum persönlichen eigenen Gebrauch gestattet.
Beziehungen: IsPartOf: ISSN 1614-9327
IsIdenticalTo: ISBN 978-3-95606-287-2
Daten: Verfügbar: 2017-02-03
Veröffentlicht: 2016-09
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Schlagworte: Emissionsgrad ; Graphit ; hohe Temperaturen ; Kalorimetrie ; Laser-Flash-Verfahren ; LFA ; Messmethode ; Pulsheizung ; Strahlungsthermometrie ; Wolfram
Zusammenfassung: Das Hauptziel dieser Arbeit ist die Entwicklung und Realisierung einer neuen Messmethode zur Untersuchung des gerichteten spektralen Emissionsgrades bei Temperaturen über 1000 °C. Die sogenannte dynamische Emissionsgradmessung basiert auf dem Laser-Flash-Verfahren. Eine Probe wird dabei durch einen Laserpuls erwärmt und ihre relative Temperaturänderung gemessen. Dieses Verfahren wird zur Emissionsgradmessung um die Absolutmessung der Laserenergie und der Temperaturänderung erweitert. Zur Realisierung der neuen Messmethode werden drei Themenfelder bearbeitet: Erstens wird ein Verfahren zur in situ Messung der Laserenergie entwickelt und die Energieverteilung der Laserstrahlung am Probenort charakterisiert. Zweitens wird ein dediziertes Strahlungsthermometer charakterisiert und kalibriert, um die Temperaturänderung im adiabatischen Grenzfall messen zu können. Außerdem wird die Theorie des Laser-Flash-Verfahrens für die Emissionsgradmessung erweitert. Drittens wird ein Modell der Strahlungsbilanz für die radiometrische Temperaturmessung erstellt und so der Einfluss der Hintergrundstrahlung des Ofens minimiert. Es wird ein Messplatz zur Validierung dieser Messmethode aufgebaut und mit diesem Graphit und Wolfram untersucht. Der normale spektrale Emissionsgrad von Graphit wird bei 1064 nm und von ca. 750 °C bis 1500 °C gemessen. Dabei werden Unsicherheiten von unter 0,02 (k = 1) erreicht und durch andere Quellen bestätigt. Mit der Messung von speziell präparierten Wolfram-Proben kann die Konsistenz von drei unterschiedlichen physikalischen Prinzipien zur dynamischen Emissionsgradmessung (radiometrisch, kalorimetrische und kombiniert) nachgewiesen werden. Die Unsicherheiten der Messungen werden analysiert und die zukünftige Optimierung des Messplatzes diskutiert.
Informationen zur Reihe: PTB-Bericht Th-8, ISBN 978-3-95606-287-2, ISSN 1614-9327
Zitierform: KRENEK, Stephan. Dynamische Emissionsgradmessung im Hochtemperaturbereich. Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), 2016. doi: 10.7795/110.20170203