国家自然科学基金(50976112)
- 作品数：10 被引量：21H指数：3
- 相关作者：程晓舫张忠政辛成运朱晓亮刘金龙更多>>
- 相关机构：中国科学技术大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：理学机械工程电气工程动力工程及工程热物理更多>>
- 基于有限立体角测量的多光谱测温被引量：4
- 2013年
- 辐射测温以Planck定律为基础通过测量物体表面的发射辐射来反演温度。推导了有限立体角辐射测量条件下的单色测温方程,发现多光谱辐射测温能够实现温度和光谱发射率同时求解通常需满足特定的辐射测量条件:进行微元立体角辐射测量或仅针对漫发射体的有限立体角辐射测量。引入多项式发射率模型,经过数学转化,可以摆脱以上测量限制,得到具有测量普适性的单色测温方程,但却不一定能同时测量光谱发射率。对测温方程组的多解问题进行了初步研究,提出使测量通道数大于待求变量数及采用非线性最小二乘来解决此问题。
- 辛成运程晓舫张忠政
- 关键词：辐射测温多光谱测温
- 太阳电池伏安特性的演变及其控制准则被引量：1
- 2015年
- 从数学层面分析 I_(ph)、I_0、n、R_s、R_(sh)5参数模型太阳电池电流方程的切线方程和二阶导数。同时给出I-V特性曲线趋直时的直线方程形式,以及满足基尔霍夫定律的直线式太阳电池电流方程。从数学层面证明增大光生电流I_(ph)或串联内阻R_s时,准则数α(I),V的取值范围减小,并指出只有串联内阻存在时,才出现I-V特性曲线由曲趋直现象。通过实验,采用外加串联内阻的方式验证增大串联内阻I-V特性曲线由曲趋直现象。
- 张忠政程晓舫刘金龙
- 关键词：太阳电池伏安特性
- 真实温度的辐射测量被引量：3
- 2019年
- 真实温度的辐射测量一直是非接触测温追求的梦想。通过分析辐射测温模型,找到了真实温度辐射测量的实现条件——用物体和仪器发射率曲线相交点下的特定波长,封闭求解仪器温度,即可得到真实温度。波段辐射传感和谱色函数簇是实现真实温度辐射测量的两大关键技术,前者是为了“覆盖”数值不确定的特定波长,后者则提供了波长坐标轴以标识数值不相同的特定波长。
- 程晓舫潘其其程子奇
- 关键词：仪器
- 非线性电池阵列的最大功率匹配
- 2018年
- 电池功率可表述为自变量与伏安函数(因变量)的乘积.通过建立电池阵列功率函数,把阵列在最大功率下的"同工作点匹配"拓展为"线匹配".根据电池阵列失配损失的数学描述,给出了阵列的自变量和因变量匹配准则,证明了"线匹配"确实存在.在因变量匹配准则下用级数来研究不同电池,可得到级数表述中的各系数之比值恒为常数,给出类函数匹配方法.再以Lambert W函数为媒介,在类函数匹配方法和实际的电池电流方程之间建立起对应关系,给出电池参数匹配方法,可实践指导电池阵列的"线匹配".最后给出了光伏阵列的匹配案例.
- 程晓舫袁旗斌朱文艳程子奇
- 关键词：太阳电池
- 基于光谱响应定标的辐射测温方法被引量：7
- 2012年
- 辐射测温是通过测量物体发出的辐射来反演温度,辐射测量方程中含有与空间位置相关的非光谱参数,通常需通过辐射标定予以确认。而该研究将非光谱参数归入有限项级数形式的光谱发射率中,这既不会影响多通道测温方程组的封闭性,又不会影响真温求解,从而在无需测量数据归一化的条件下,实现了无需空间位置标定的辐射测温,该方法仅需要标定仪器的绝对光谱响应或相对光谱响应,但不能解得发射率。以两个特例分别对多波长测温方法和多谱段测温方法的求解特性进行了研究。结果表明:对于任意的测量矢量,有效波长不相同的多波长测温唯一解是存在的;而多谱段测温时,存在无解区域,双解直线,甚至可能存在三解直线。
- 辛成运程晓舫张忠政
- 关键词：多波长辐射测温发射率光谱响应
- 辐射测量中的成像效应被引量：1
- 2013年
- 明确了辐射的非成像测量和成像测量之间的差异并给出数学表述,才能够把已经成熟的非成像辐射测量方法推广至成像测量.本文从辐射测量的基本公式以及成像下目标微元与传感阵列像素的对应关系出发,分别建立了关于辐射的非成像和成像测量式.根据成像面的存在不会改变辐射传输的事实,比较非成像测量式和成像测量式后,可得到成像效应的数学表述.把成像效应与针孔和透镜两种成像技术结合后的分析指出:成像效应的主因是成像光轴角,辅因是测量天顶角;辅因作用的大小取决于测量天顶角与发射天顶角的差异度.
- 程晓舫辛成运王鲁平张忠政
- 关键词：辐射测温
- 基于有限立体角测量的谱色测温法
- 2013年
- 辐射测温是通过测量物体表面发射的辐射来反演温度.本文结合线性发射率模型从辐射测温方程封闭求解的角度,解释了谱色测温通常需采用微元立体角测量或针对漫发射体的有限立体角辐射测量的原因,并推导出了有限立体角辐射测量条件下,具有非漫发射性质物体表面温度测量的辐射测温方程,该方程具有测量普适性.以此方程为基础,推导了具有测量普适性的谱色测温方程组,发现不同的辐射测量条件下,发射率标尺的取值范围相同,但物理意义发生了明显变化.
- 辛成运程晓舫张忠政
- 关键词：辐射测温
- 太阳电池最大功率及其跟踪模式被引量：3
- 2012年
- 根据太阳电池电流方程及输出功率极值条件,在温度保持不变时,可建立最大功率方程,由此可在伏安特性坐标系内绘制大范围光照变化时最大功率的轨迹线,发现其呈现为S形状。据此提出三种最大功率的跟踪模式:(1)恒载跟踪;(2)恒压跟踪;(3)计算跟踪。其中恒载跟踪适用极低光照和极强光照,恒压跟踪适合于中等光照,计算跟踪适合于恒压跟踪向恒载跟踪的过渡光强。计算跟踪是本文给出的一种最大功率电压联立求解的计算方法。
- 朱晓亮程晓舫张忠政
- 关键词：太阳电池最大功率跟踪光照强度
- 基于光谱分布曲线交点捕捉的辐射测温方法被引量：2
- 2023年
- 现代科技发展对温度的辐射测量提出了更高的要求,采用波长封闭求解温度的多波长测温法得到了广泛应用。然而准确确定被测物体发射率的函数表征是测量真实温度的难题。引入仪器测量的概念后,将确定物体发射率的难题转化为确定仪器发射率模型,用物体与仪器发射率光谱分布曲线的交点波长构造真实温度封闭求解的条件,是辐射测温的一大进步。研究提出采用波段积分消除物体辐射二元函数带来的波长对测温的影响,并且积分中值波长恰巧可以取代交点波长,结合“谱色函数”实现了对上述曲线交点的捕捉,完成了真实温度的测量。需要明确,测温所需波长个数并非越多越好。对普朗克定律中第一、第二辐射常数进行修定,得到了广义测温模型,使得测量所需波长数目限定为“3”,其可以作为普朗克定律与发射率级数模型乘积表征所需测温波长的下限数目,这是辐射测温的另一突破。用物体辐射定义层面上的数学形式表示广义模型,实现广义模型与线性仪器发射率的对接。在可见光与近红外大气窗口波段内,对广义模型和仪器测量方程进行数值拟合,验证了定义式与广义模型在任意波段内的适应性。在可见光波段内,对金属钨的实验数据进行仿真计算,结果表明:广义模型通过调整有限的待定参数,很好地还原了金属钨的辐射数据;“谱色函数”的设计能够实现对测温波长的有效分辨;计算得到金属钨的温度相对误差均小于0.15%,证明基于光谱分布曲线交点捕捉的测温方法是实现物体真实温度辐射测量的有效途径。
- 王佩琦程晓舫张德斌
- 太阳能集热及用于提升低品位热能的理论分析
- 2019年
- 基于热力学第一、第二定律,运用集总热容法对太阳能集热以及太阳能在提升低品位热能的过程中所遇到的问题进行理论分析。分析得出了太阳能集热过程中集热器的集热度B与集热工质温度T之间的函数关系,可用于集热方式的选择。在太阳能热利用中选择性涂层的设计影响着集热的效率,通过分析给出选择性涂层设计的截止波长应位于曲线交叉点处的波长。在提升低品位热能时发现存在集热时间缩短的问题,通过加热容积热容量ρc较小的新工质,形成温差对低品位热能间接加热,提高太阳能的利用率。
- 姜海洋程晓舫
- 关键词：太阳能集热低品位热能
