建立了圆筒形黑体空腔模型,对黑体空腔模型的有效发射率进行计算,分析了不同腔体几何结构、腔体材料发射率、探测器距腔口距离等因素对黑体腔有效发射率的影响,并与有限元分析法所得结果进行对比。结果表明:由Monte-Carlo法得到的结果与有限元分析法基本符合,即长径比较大、孔径比较小、腔体材料发射率较大时,黑体腔有效发射率较大。 对常用的圆筒型黑体空腔有效发射率进行求解，并与有限元分析法所得结果进行对比，讨论了腔体几何参数、材料发射率、接收器到腔口距离等因素对空腔有效发射率的影响。1黑体腔传感器的Monte-Carlo模型基于Monte-Carlo理论建立的圆筒形黑体空腔结构模型如图1所示加权矢量场-电动液压弯管机数控滚圆机滚弧机价格低电动滚圆机多少钱，图(a)为腔体外形结构，图(b)为腔体剖面结构图。图(b)中Ｒ为黑体腔半径;L为腔体长度;Ｒ0为开口半径;Ｒ1为探测器半径;H为探测器距离腔口距离

www.suoguanjixie.name。腔体有效发射率是半径为Ｒ1的圆形探测器共轴放置在距离腔口H处时测量到的空腔发射率。(a)%外形结构图(b)%剖面示意图HLR1R0R图1圆筒形黑体空腔结构模型2黑体腔传感器有效发射率计算2．1Monte-Carlo法本文采用逆向光线追迹算法基于Monte-Carlo理论计算黑体腔有效发射率，首先建立等温不透明的圆筒形黑体空腔，模拟光源并设定光源发出的光束数目及能量阈值(允许某光束能量达到的最小值)，假定光源发出的每根光束具有W0=1的能量(或权重)。然后使光线从腔外光源处按一定方向入射至腔体内部后对入射光束进行跟踪，根据光束与腔壁交点处的位置和材料特性来决定光束的能量衰减，并确定下一反射方向，继续跟踪光束，直至光束逸出腔口，或能量消耗到预先设定的阈值。如此，跟踪大量光束，最后统计入射光束离开腔口时的能量［9］，除以总能量即可确定空腔的有效反射率。根据基尔霍夫定律及腔壁材料的发射谱线与吸收谱线重合的情况可知，当空腔处于热辐射平衡时，发射率在数值上等于吸收率限元分析法图3不同材料发射率下腔体长径比与有效发射率的关系方法得到的腔体孔径比对空腔有效发射率的影响。由图可知，腔体孔径比增加而空腔有效发射率却随之减小，特别地，在材料发射率较小时，这种减小的幅度更为明显，在这样的情况下，为了得到较高发射率一般选择较小的孔径比，但是过小的孔径比不宜为探测器提供较好的视场［10］，且当腔体材料发射率足够大时，孔径比的影响已不再明显，故选择孔径比为0．5时效果最佳。(c)%材料发射率为0.8时对比腔体孔径比空腔有效发射率(b)%材料发射率为0.5时对比腔体孔径比8空腔有效发射率(a)%材料发射率为0.1时对比腔体孔径比0.10.30.50.70.90.50.60.70.80.91.0空腔有效发射率Monte-Carlo法有限元分析法Monte-Carlo法有限元分析法Monte-Carlo法有限元分析法图4不同材料发射率下腔体孔径比与有效发射率的关系综合图3、图4可知，随着材料发射率的增加任意一种方法下的空腔有效发射率数值虽然均在增大，但是当腔体长径比、孔径比达到一定程度时材料发射率的影响已不再明显加权矢量场-电动液压弯管机数控滚圆机滚弧机价格低电动滚圆机多少钱 www.suoguanjixie.name