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落管是一种在地面上模拟微重力环境的实验设备，主要用于研究合金或金属在无容器和微重力环境下的过冷和凝固过程，其中温度测量系统是其一个重要组成部分。论文对落管中温度测量系统的国内外现状与进展、辐射测温原理、测温探头以及工作波长和带宽的选择、测温电路的设计等做了论述。本文从理论上研究了辐射测温的意义、原理和方法，分析设计了一种落管中的辐射测温系统，主要内容如下： 讨论了辐射度量学和辐射能的传输特性，然后从普朗克公式出发，分析了辐射测温的一些基本定律，这是辐射测温的理论基础。介绍了几种常见辐射测温方法的原理和特性，包括全辐射测温法、亮度测温法、比色测温法以及多光谱测温法。详细研究了比色高温计和比色测温法，对各种比色高温计的结构和特性进行了分析。然后对多光谱测温法的数学模型和数据处理方法作了简单介绍。 介绍了落管测温系统的基本结构组成、工作原理、静态测温系统和动态测温系统。介绍了样品降落过程中的不同形态及温度变化过程。依据红外测温基本原理设计了静态测温系统，用于确定样品下落的初始温度，包括红外测温计、数据采集系统和数据处理及温度显示系统，并对静态测温系统进行了标定和误差分析，得出整个系统误差为±0.57％。 研究了动态测温系统中光电探测器的主要特性和选择方法，根据实际情况选择了BPV10NF型PIN光电二极管，其光谱范围为790～1050nm；峰值波长940nm，响应时间2.5ns。讨论了工作波长及带宽的选择范围，结合测温条件确定工作波长分别为0.81μm和1.02μm，带宽分别为0.03μm和0.02μm。 对落管中冷却速率和过冷度随液滴直径的变化规律进行了分析。设计了动态测温系统的信号检测电路以及数据采集和显示系统。然后对测温系统的误差进行了分析，包括环境辐射对单色和比色测温系统的影响以及样品温度、发射率，工作波长、环境温度等之间的关系。讨论了若把辐射测温中来自环境辐射的误差控制在0.5％以内所满足的最低温度Tmin以及Tmin随环境温度和辐射波长的变化关系。