瞬態等離子體測溫儀是一種基于光學原理設計的高精度儀器,主要用于動載荷下瞬態高溫測量,如爆轟沖擊波溫度、燃燒溫度及材料沖擊溫度等。以下是其標準化使用流程及關鍵技術要點:
一、前期準備與設備檢查
- 環境適配性確認
- 確保實驗室溫度(-10~50℃)和濕度(≤95%無冷凝)符合儀器要求,避免特殊環境導致光學元件性能波動。
- 檢查供電電壓穩定性,接地裝置需可靠以防止電磁干擾。
- 硬件完整性檢查
- 核實主機、光纖、光電探測器、數據采集系統等組件無物理損壞,尤其注意光纖接口是否清潔無塵。
- 確認六通道以上高速數據采集卡已正確安裝驅動,并與計算機建立穩定連接。
二、核心操作流程
- 光學系統調試
- 利用內置激光校準模塊調整望遠光學系統,確保光路對準等離子體中心區域。
- 啟動光柵分光系統,將波長調諧至0.4~1.8μm范圍內的六個窄帶濾波器,覆蓋典型等離子體發射譜線。
- 動態范圍優化
- 根據預估溫度區間(1000~8000℃)自動或手動設定積分時間,平衡信噪比與飽和風險。
- 激活自適應增益控制功能,防止強輻射信號超出探測器線性響應區。
- 瞬態捕捉模式配置
- 在觸發菜單中選擇“上升沿”模式,閾值設為背景噪聲水平的三倍以精準捕獲突發等離子體事件。
- 啟用環形緩沖區預錄功能,保留觸發前5ms的數據流,避免遺漏初始爆發相
三、數據采集與實時監控
- 多維度參數記錄
同步監測以下關鍵指標:
- 時間戳(精度±1ns);
- 各通道光譜強度;
- 環境溫濕度補償系數。
- 可視化診斷界面運用
- 通過三維能譜圖實時觀察Ar I(750.4nm)、Hα(656.3nm)等特征峰演變趨勢。
- 使用游標工具截取特定時間段內的完整輻射剖面,用于后續玻爾茲曼斜率法計算。
四、數據處理與分析
- 雙溫度反演算法
- 調用專業軟件包執行以下步驟:
① 對四通道數據進行最小二乘擬合,構建Boltzmann直線以求得激發溫度;
② 基于普朗克黑體輻射定律推導輻射溫度模型,實現單次測量獲取雙重溫度參數。
- 誤差修正策略
- 引入標準溫度燈進行光譜響應系數標定,消除探測器靈敏度漂移帶來的系統誤差。
- 采用滑動平均濾波算法去除高頻噪聲,保留有效信號成分。
五、日常維護與質控
- 周期性性能驗證
- 每月使用已知溫度的標準光源進行整機校驗,確保全量程范圍內誤差<2%。
- 定期更換干燥劑維持光學腔體低濕度環境。
該儀器的操作需嚴格遵循《GB/T 31265-2014》等相關技術規范,結合具體實驗需求優化參數組合。對于復雜工況下的測量任務,建議采用交叉驗證法對比其他測溫手段的結果一致性。