瞬时多光谱爆温测量系统

本文针对国内外近年来常用的爆炸温度测量方法在原理、结构上的不足 ,提出了一种更符合实际测量要求的瞬时多光谱爆温测量系统 ,阐述了它的基本工作原理 ,给出了总体构成结构 ,并指出了这种新方案不同于以往方法的特点 .利用该系统可在一次爆炸过程的 1 0 0 ns时间内完成四个时刻爆轰温度的测量 ,最后通过阶段实验结果证实了它的可行性 .

瞬时多光谱爆温测量系统的标定

介绍了一种新型的爆温测量装置———瞬时多光谱爆温测量系统的基本组成、工作原理及系统的标定,系统的标定包括三个方面:用高压汞灯的四条特殊谱线进行系统光谱范围的标定;用高压汞灯作光源,得到波长与像元的位置对应关系式,用He Ne激光器做光源验证得到的位置对应关系式是否准确;用小型标准卤钨灯来进行温度标定。结果证明这种方法是可行的。

分布式多光谱高温计光学系统设计

多光谱辐射测温技术具有不干扰被测场、测量无上限以及响应速度快等优点,是高温测量领域的最有力工具之一。目前,多光谱高温计以点温测量为主,光路通过物镜、光阑、棱镜等光路通道将待测点辐射分光后进入探测器阵列,实现单点的多光谱信息采集。随着工业智能化程度的不断提高,更加需要实时获得大量的温度分布信息,如特种金属材料的冶炼过程、高温合金激光自动焊接过程、半导体晶体生长过程、火箭发动机尾喷焰温度诊断等领域都需要实时获得某条线乃至整个二维表面的温度,从而提高产品性能和质量,因此通过多光谱辐射测温技术测量待测表面某条线的温度分布十分重要。但是,简单将光阑变为狭缝,实现待测线表面的辐射经透镜、棱镜等传统光路分光后,由于光学系统球差的作用,会使得分光后的狭缝光谱由于离轴传输而呈现严重的弯曲现象,不利于矩形光电探测器阵列的完全接收。为此,提出基于正交柱状透镜组的多光谱线温光路系统,利用正交柱状透镜在不同位置成像可以实现由圆到椭圆再到直线的特殊作用,较好地解决了传统多光谱辐射高温计光路所存在的球差问题。利用ZEMAX光学设计软件,基于S4111-16Q的光电探测器阵列实际大小进行反向光学系统设计,确定了狭缝、物镜、棱镜、正交柱状透镜等光学器件关键的参数,基于这些参数所实际加工的光学器件,搭建了多光谱线温高温计光学系统,并进行了无正交柱状透镜和有正交柱状透镜成像情况下的对比实验,结果表明,在没有柱状透镜的情况下,狭缝成像明显弯曲,在加入正交柱状透镜的情况下,狭缝成像弯曲现象消失,经狭缝分光后的线光谱明显呈直线状态,这为整条线的光谱辐射信息完整进入各探测器阵列提供了技术支撑,从而为后续线温测量提供了有力的光谱辐射数据信息。

光纤光谱在炸药爆温测量中的应用

介绍了炸药在超压下爆温的光纤光谱测量方法、原理及测量系统的构成。用该装置测量了TNT炸药的爆轰辐射光谱，然后以维恩辐射定律为基础，运用一元非线性回归分析方法进行拟合，得到了密度为1．618g／cm^3的TNT炸药在压力为34．5GPa时的爆轰温度和光谱发射率。其爆温为3173K，扩展不确定度为44K(k=2)，该温度下光谱发射率为ε(λ，T)=0．84-1．6×10^6λ+7．8×10^11λ^2。

红外光谱发射率测量系统的温漂修正方法

针对探测器光谱响应度温漂现象对红外光谱发射率测量系统重复性的影响,分析探测器温度与输出电压之间的变化规律,提出了基于多项式拟合的光谱响应度温漂修正方法。研究探测器自身温度与其光谱响应度的函数关系,对探测器光谱响应度随温度变化的曲线进行数据拟合,得到探测器温度-光谱响应度的拟合方程,计算光谱响应度的温漂修正系数,修正探测器的输出电压,消除光谱响应度温漂现象对探测器输出电压造成的影响。研制光谱响应度温漂修正装置,测得探测器光谱响度的温漂曲线,对比指数拟合曲线和多项式拟合曲线与测量曲线的吻合度,结果表明6阶多项式拟合曲线的一致性较好,提高了基于积分球反射计的光谱发射率测量系统的重复性。

光纤光谱技术在炸药爆温测量中的应用

研究爆轰反应过程的光谱时间响应特性并测量爆温 .通过将光纤引入到炸药中心 ,用 PIN快速响应探测器采集光信号并将光信号转换成电信号后用示波器记录 ,以研究爆轰反应过程的光谱时间响应特性 ;再用光学多通道分析仪 (OMA)采集信号 ,并用经典普朗克公式进行拟合得到炸药的爆温值 .通过引入光纤及 OMA系统采集信号 ,避免了复杂的同步工作 ,克服了传统光谱测爆温技术的局限 .

两种岩石乳化炸药爆温的光谱法测试结果

利用光纤光谱测温系统对膏状乳化炸药和粉状乳化炸药的爆轰瞬态温度进行了实时连续测量,获得了瞬态爆轰温度——时间分布曲线,同时还分析了造成爆温差异的根本原因。测试结果表明,粉状乳化炸药的爆温大于膏状乳化炸药的爆温,与炸药的组成和结构密切相关,也证明了两种乳化炸药的理论与实践具有很好的一致性。

液压系统瞬时流量的软测量研究

针对液压系统瞬时流量不易测量的问题 ,选择二次变量 ,按照层流理论建立了瞬时流量软测量理论模型。并在实验的基础上进行了模型分析、修正和参数辨识。针对液压系统流体粘度易于变化的特点 ,采用根据实测温度、压力估计流体粘度 ,进而应用查表法得到新权值的方式对软测量模型进行在线校正。实验证明 ,这种瞬时流量的软测量方法工作可靠 ,测量精度高 ,动态品质好 ,而且可以实现在线实时测量 ,是解决液压系统瞬时流量测量的有效方法。

可调谐二极管激光吸收光谱法测量气体温度

研究了一种新型的非接触式测温技术——可调谐二极管激光吸收光谱（TDLAS）测温技术。介绍了温度测量及调制吸收光谱技术原理，分析了调制幅度对气体温度测量的影响。优选了氧气吸收谱线对13163．78cm^-1和13164．18cm^-1在搭建的高温实验系统上，实现了气体温度和浓度的同时测量。通过分析实测波形获得了谱线13164．18cm^-1在823～1323K温度范围内的碰撞展宽系数和温度指数。实验结果表明，在823～1323K温度范围内，系统温度测量的线性误差为0．65％，最大波动为±15K。

高温石墨的近红外辐射及实时温度测量

本文讨论了高纯石墨表面单色辐射率ελ,T（λ=0.9/zm）在1000℃-3000℃范围内的变化,以及ελ,T对温度测量的影响。实时测温系统由红外辐射探测装置、光纤传导、微机数据采集、显示等部分组成。在石墨炉原子吸收光谱分析应用中。