辐射吸收法测量磁流体发电机火焰温度

本文总结测量磁流体发电机火焰温度的初步结果,进行误差分析,探讨有关辐射吸收法测温准确度的某些问题。     

测量等离子体辐射温度的XRD膜吸收法

描述了测量1.05μm强激光轰击黑洞靶时的辐射温度的X射线二级管(XRD)膜吸收法,着重介绍原理、程序计算、滤光膜选择原则和89年LF-12激光器的测量情况,并计算了黑洞靶泄漏X射线能量及辐射温度的时间谱。实验结果与亚千X光射线能谱仪(Dante)的结果在误差范围内符合。     

基于辐射法和原子发射光谱法的转炉口火焰温度测量

转炉炼钢的终点控制包括钢水出钢时温度及其成分的控制,炉口火焰能够反映炉内脱碳速率及转炉运行参数等。工业炉燃烧火焰可见光谱段,普遍存在着钾(K)和钠(Na)等碱金属元素的原子发射谱线,利用K的特征谱线相对比值可以计算火焰温度。基于辐射双色法,三色法和谱线相对强度法对转炉口火焰温度进行了测量;数据处理过程中对特征谱线进行了基线拟合提取,小波脊线拟合提取;特征谱线进行了Gauss函数和Lorenz函数拟合。结果表明,辐射测温法对谱线比较敏感,选择合理的波段能够有效,精确地测量火焰温度;采用谱线相对强度法受制于特征谱线的数学模型、谱线的跃迁机率、能级的简并度及火焰的光学厚度,需要分辨率非常高的光谱仪才能进行高温转炉火焰中电子温度的测量。     

火焰温度测量

一、引 言 使用化学燃料的各类发动机、高温化工反应及冶炼过程、磁流体发电、等离子体切割、喷镀、挖隧道、模拟卫星返回大气和某些物理现象的研究,如激波、爆轰波等,均提出了火焰及高温气体的温度测量.传统的热电偶直接测量法,使用时受一些条件的限制,不能超过材料的熔点温度,干扰原有的物理场分布,给出的温度不是瞬时值.而光学方法测量火焰或高温气体温度没有这些缺点. 热辐射定律应用于火焰或高温气体,提供了光学方法测温的理论根据.不同情况下的火焰及高温气体的辐射能量分布[1]见图1.其中,线a是黑体的辐射能量分布,线b是煤粉火焰的辐…     

地基红外辐射测量系统联合辐射定标法

基于红外标准星和内部黑体标定源的联合辐射定标法可提高空间目标的红外辐射测量精度。黑体标定源位于红外辐射测量系统内部,用于定标光学系统响应率。依据大气消光模型,采用天文孔径测光法,通过观测不同仰角处的多颗具有较高光谱分辨率的红外标准星得到大气消光和系统透过率系数。700mm口径地基中波红外辐射测量系统验证性实验的结果表明,在恒星图像曝光充分的情况下,联合辐射定标法的恒星辐照度反演误差优于11%。联合辐射定标法操作简单、成本低,可随时对测量设备进行现场标校。     

红外火焰温度测定仪的标定

1、原理 本文的红外火焰温度测定仪使用辐射吸收法。它分别测量火焰和进入火焰区光源光束的单色辐射强度N_f、N_L,以及光源穿过火焰后总的辐射强度N_(L+f)。比值(N_L+N_f—N_(L+f)/N_L即为火焰的吸收率。它等于火焰的发射率ε_f。火焰的黑体辐射强度为N_f/ε_f。从Planck 公式即可求出火焰的温度。这里N_f是绝对量需要标定。N_f和它的信号I_f的比值是随环境变化的。本文的方法是确定出N_L,利用仪器线性关系随时由光源信号I_L     

金属冲击温度的辐射法测量问题

 金属的冲击温度及熔化温度测量对构建其完全状态方程具有重要意义。简要综述了用于金属冲击温度及熔化温度辐射法测量的一维热传导理想界面模型和非理想界面模型,并着重对模型中明示或隐含的关键假定的合理性、影响金属冲击温度与熔化温度结果的主要因素进行了分析、讨论,以期对实验数据有一个合理的评估。还讨论了求解理想和非理想界面模型一维热传导方程界面温度时所隐含的冲击压缩下热导率不随温度而变、冲击压缩下金属样品/窗口界面辐射的灰体假定,以及窗口材料的透明性、非理想界面模型中表观界面温度的修正、动载条件下金属高压熔化温度的测量、界面的非Flourier热传导等问题。分析结果表明,目前采用辐射法测量大致可以得到冲击温度,在发生熔化的情况下可获得熔化温度,但离精密测量的要求还有较大差距。     

火焰电子温度的测量

本文探索了用朗谬尔探针测量火焰电子温度的方法。由于探针可以采取冷却措施,因而可以测量很高的温度。 以液化气-空气在本生灯上的锥形火焰为对象,在常压下对这种测温方法的可行性进行了大量的研究和探索。发现在常压下得不到饱和的电子电流,因而很难根据稀薄气体理论测得火焰电子温度。在此基础上提出了采用校正的方法来测量火焰的电子温度。     

无氧铜冲击熔化温度的辐射法测量

 在发生冲击熔化的情况下，金属样品/窗口界面压力下的熔化温度与卸载温度数值相等，且十分接近于界面温度值。根据这一结论，利用二级轻气炮加载手段和光辐射法测温技术，用氟化锂（LiF）单晶作透明窗口，获得了110~140 GPa压力范围内无氧铜的熔化温度。实验表明，无氧铜的高压熔化温度数据与文献发表的无氧铜高压声速实验结果是一致的，铜的高压熔化规律可用Lindemann熔化定律近似描述。采用的熔化温度测量方法不必反演出冲击温度，简化了冲击熔化温度的数据处理方法，为金属冲击熔化温度测量提供了一种潜在的技术途径。     

用相对强度法测量固体推进剂火焰温度分布

许多高温体如火焰,由于本身伴随着非常复杂的化学反应,辐射出的光谱非常复杂。这些光谱通常包括连续谱、谱线和谱带三部分,而且在许多情况下谱线非常密集。如果用谱线强度法测温,就会发现由于谱线非常密集,很难找到合适的孤立谱线。文章针对这些密集谱线,在特定条件下提出用多条谱线的总强度代替一条谱线的强度来测量温度的方法,改进了常用的相对强度法表达方式,使用密集谱线的总强度与另一条谱线强度的比值来计算温度,成功测量了固体推进剂火焰的温度分布,并将结果和热电偶测量的结果做了比较。     

红外吸收法准确测量低硫煤中硫元素含量

采用同步热分析-红外光谱联用仪测定煤样在程序升温条件下的差示扫描量热-热重曲线和红外吸收光谱,并通过红外吸收光谱定性鉴别燃烧气体产物。重点研究了高温燃烧-红外吸收法,即通过测量煤燃烧气体产物中二氧化硫的浓度,间接地测量煤中硫含量。该方法方便快速,重复性较好。研究发现,用不同的含硫化合物和不同的煤标准物质校准仪器,同一个煤样的硫含量结果偏差很大,即标准物质和煤样中硫元素化学形态的差别导致系统误差。采用时间-红外吸收强度曲线分析煤中高温硫和低温硫的组成,然后选择与被测煤样硫元素组成接近的煤标准物质校准仪器,因而,消除了标准物质和样品间硫元素化学形态差别导致的系统误差。另一个方面,传统的高温燃烧-红外吸收法使用多点校准方法,即通过测定多个质量的标准物质,绘制硫质量-仪器响应信号强度的工作曲线;采用单点校准方法,调节标准物质和煤样的质量,使得两者释放的硫元素质量相近,然后间隔测量煤标准物质和煤样,因而消除了红外吸收池的漂移的影响,提高了煤样硫含量结果重复性。以上述优化的方法测量一种低硫无烟煤和一种低硫烟煤,硫含量测量结果及标准偏差分别为0.345%(0.004％)和0.372％(0.008％)。经过评定,两种煤样的硫含量结果的不确定度(U,k=2)分别为0.019%和0.021%。两个主要创新在于用高温硫和低温硫组成相近的煤标准物质校准仪器,以及采用测量和校准交替进行的单点校准方法。改进后的测量方法,准确性明显好于ASTM D5106的规定值,具有一定的应用推广价值。     

低碳化学品火焰红外光谱辐射特性研究

低碳化学品火灾事故风险高、危害极大,探究低碳化学品火焰光谱特性对探测识别该类火灾危害污染意义重大,但目前国内外对大型低碳化学品火灾事故产生有毒、有害的硫化物（SO_X）和氮化物（NO_X）气体等相关研究较少。通过搭建1.2～12 μm红外波段火焰光谱测试实验平台,对二硫化碳、92#汽油和酒精进行5,14和20 cm三种不同燃烧尺度火焰光谱测试,探究火焰燃烧尺度对高温火焰分子辐射光谱的影响。随着燃烧尺度的增大,火焰辐射强度增强和特征波段出现增宽现象。分析5 cm 燃烧尺度下四种典型化学品中液化天然气（LNG）、丙烯腈、乙腈和95#汽油不同的火焰光谱特征。通过用傅里叶变换红外光谱仪测量高温黑体炉的不同温度,对火焰光谱信号进行辐射定标,得出准确的辐射定标系数,从而得到高温火焰分子发射的辐射亮度值。并且与HITRAN数据库模拟大气压1 atm、温度1 300 K单一的SO₂,H₂O,CO₂和NO₂分子辐射光谱进行对比分析。其中高温火焰分子光谱主要有7.3～7.6,8.7和4.0 μm SO₂波段、1.8～2.1和6.4 μm H₂O波段和4.2～4.6 μm CO₂波段,以及2.5～2.9 μm H₂O和CO₂共同波段。高温NO₂气体未达到红外光谱仪的检测限,通过HITRAN数据库模拟可知6.0～6.4,3.4和2.4 μm NO₂波段。为了进一步区分各种化学品火焰光谱,对定标后的火焰光谱信号进行归一化处理,用db2小波基函数进行6层分解得到高频部分近似系数和低频部分的细节系数,通过对比不同化学品高温火焰光谱的近似和细节系数的差异。结果表明,二硫化碳火焰光谱特征和小波分析的化学品火焰光谱特征,可作为区分低碳化学品与油料重要依据,并为后续遥感探测低碳化学品特征污染物、组分浓度反演以及识别评估其污染危害奠定重要基础。     

微量注射进样火焰原子吸收法测量植物油中锌

采用高温干灰化法处理豆油、棉籽油和芝麻油样品（４８０℃、４０小时）,将常规火焰原子吸收进样装置改成微量注射进样后测油中锌含量,每次进样量为３０μＬ,并对最佳进样条件进行了实验。特征浓度为０．０９８μｇ／ｇ;检测限为０．００３６８μｇ／ｇ;相对标准偏差为２．６％;回收率分别为９８．９％,１０７．８％,９２．９％;三种植物油中锌含量分别为９．６７,１．４２和１．７７μｇ／ｇ。     

中红外激光测量扩散火焰温度场

本研究基于二氧化碳气体v_3基础吸收带的直接吸收光谱测量乙烯同轴扩散火焰的温度场。实验采用波长为4.17μm的室温带间级联激光器(interband cascade laser),测量此吸收带多个吸收峰通过轴对称火焰的路径积分吸收,并通过阿贝尔逆变换方法,反演得出火焰不同高度吸收率沿火焰径向的分布,进而参考HITRAN数据库通过最小二乘法拟合实验数据得到火焰中二氧化碳的温度场分布。为了提高阿贝尔转化的精度,本文采用正则化阿贝尔转化方法,并通过数值模拟验证了正则化方法的可行性。     

用全息干涉法测量酒精灯火焰温度分布的实验

近年来,全息干涉测量技术在无损检测,流动显示以及工程热物理量的非接触测量方面的应用越来越广泛,已经成为量度学中理想的高精度和非接触的测量技术。本文介绍一种全息干涉测量方法,通过拍摄一张酒精灯火焰全息图,对轴对称火焰的内部瞬间特性(主要是折射率及温度空间分布)进行     

氧-乙炔火焰喷涂枪的火焰温度测量

一、引言 氧-乙炔火焰喷涂枪的火焰温度大约为2000—3000℃,火焰在轴向温度分布是不均匀的。为了保证喷涂工艺质量,必须预先确定在不同工艺要求时,喷嘴离工件的距离。此距离的确定主要依据火焰的温度分布,因此测量火焰温度十分重要。通常火焰温度用光学法来测量,但是装置复杂,数据处理麻烦,现场使用有一定困难。采用微处理机动态测温装置来测量火焰温度比较方便,装置简单,实验数据能实时处理,测量准确度亦能满足     

红外光谱的二硫化碳火焰光谱辐射特性研究

近年来,化工领域对二硫化碳需求日益增多,而二硫化碳具有易燃易爆等特点。在生产过程中易发生火灾事故,危害性极大,易造成经济损失和人员伤亡。在火灾事故危害研究中,火焰光谱研究极有必要。因为火焰光谱中含有大量信息,包括火焰温度、燃烧组分、各个波段的热辐射强度等信息。以二硫化碳燃料为研究对象,搭建了火焰光谱测试平台,主要由VSR红外光谱仪、伸缩装置、燃烧器组成,测试了5 cm燃烧尺度下二硫化碳、苯乙烯、乙腈、乙酸乙酯燃料在1～14μm红外波段上燃烧火焰光谱,以及二硫化碳分别与苯乙烯、乙腈、乙酸乙酯三种不同燃料按照1∶1混合的火焰光谱,获取了二硫化碳火焰光谱特征波段,构建了二硫化碳火焰光谱特征库。在燃料单独燃烧火焰光谱研究中,二硫化碳燃料燃烧时火焰呈蓝色不发烟,其火焰光谱辐射主要来自于高温下SO_2, CO_2和H_2O三种分子辐射,其中SO_2特征峰为4.05, 7.4和8.51μm, CO_2特征峰为2.7和4.3μm, H_2O特征峰为2.5, 2.7和5.5～7μm,乙腈、乙酸乙酯燃料燃烧火焰光谱特征基本一致,火焰光谱辐射主要来自于高温下CO_2, H_2O分子辐射,苯乙烯火焰光谱辐射除了高温气体辐射外还有较强的炭黑辐射,炭黑辐射中心波长在7μm,温度大约在414 K。除此之外,苯乙烯燃料与其他三种化学品相比,在3.6μm波段处存在独有的C—H健伸缩振动峰。二硫化碳火焰燃烧产物与苯乙烯、乙腈、乙酸乙酯三种燃料相比具有独有的SO_2分子,其在4.05, 7.4和8.51μm处存在特有的特征峰,这些特征峰可作为航天探测识别其火灾依据之一;在燃料混合燃烧火焰光谱研究中,二硫化碳与苯乙烯、乙腈、乙酸乙酯三种燃料混合燃烧时,燃烧火焰光谱特征基本相似,火焰光谱辐射主要来自高温下CO_2, H_2O和SO_2分子辐射,实验表明,在混合燃烧时,二硫化碳的火焰光谱特征峰未被其他燃料的组分干扰,特征峰仍然明显。这一研究结果可为后续利用航天遥感探测技术探测识别二硫化碳火灾研究奠定基础。     

回转窑火焰监视及温度测量系统

本文介绍了采用彩色CCD基于数字图像处理测量回转窑内投影温度场的基本原理、系统组成和数据处理方法。通过对燃烧火焰和烧成熟料图像的量化分析和滤波,得到火焰和熟料的特征值及相应温度场,可为窑炉的自动控制提供真实可靠的依据。该系统已在国内某水泥回转窑企业成功运行。     

火焰原子吸收法直接测定二乙醇胺吸收液中铁

本文建立了火焰原子吸收法直接测定二乙醇胺吸收液中铁的分析方法,该方法简单快速,无需样品预处理,国内未见类似报道。对含１．６９－１５９００μｇ／ｍＬ铁的样品进行测定,相对标准偏差为０．７１％－８．５１％（ｎ＝９）,回收率在９４．３％－１１１％之间。