測(cè)量火焰不同位置的溫度對(duì)研究火焰結(jié)構(gòu)具有重要意義.目前紋影法測(cè)量火焰溫度多采用Z型布局的光路.為了在未來(lái)空間實(shí)驗(yàn)中將紋影法與其他光學(xué)方法集成開展多類型實(shí)驗(yàn)觀測(cè),摒棄了紋影法傳統(tǒng)的Z型光路,采用直線型光路布局,針對(duì)光源、透鏡、刀口切割量等因素對(duì)紋影系統(tǒng)靈敏度的影響開展研究,優(yōu)化了直線型紋影系統(tǒng).以蠟燭火焰為研究對(duì)象,對(duì)優(yōu)化后的紋影系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定,觀測(cè)了其紋影圖像,計(jì)算了蠟燭火焰中多處位置的火焰溫度,并將計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較.結(jié)果表明,采用本研究設(shè)計(jì)的直線型紋影系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)火焰溫度的精確測(cè)量. 

【文章來(lái)源】：空間科學(xué)學(xué)報(bào). 2020,40(01)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

圖４兩組不同準(zhǔn)直鏡Ｌ１和紋影鏡Ｌ２條件??下獲得的蠟燭火焰紋影??

ｓｅｔｓ?ｏｆ?ｌｅｎｓｅｓ??ＬＩ?ａｎｄ?Ｌ２?ｗｉｔｈ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｄｉａｍｅｔｅｒｓ?ａｎｄ?ｆｏｃａｌ?ｌｅｎｇｔｈｓ??鏡Ｌ２的焦距越長(zhǎng)，紋影系統(tǒng)的靈敏度越高，獲得的??紋影圖像清晰度也越高．另外，通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，??蠟燭火焰放置的位置以距準(zhǔn)直鏡Ｌ１較近處為隹后??續(xù)實(shí)驗(yàn)中均采用直徑１００ｍｍ、焦距分別為５００ｍｍ??和８００?ｍｍ的準(zhǔn)直鏡Ｌ１和紋影鏡Ｌ２開展實(shí)驗(yàn)．??３．１．３刀□的切割??給出４種不同刀口進(jìn)給量條件下獲得的蠟燭火??焰紋影，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖５所示．其中，圖５（ａ）為刀??口最初的位置，此時(shí)刀口進(jìn)給箭為〇，即刀口未切割??光斑．圖５（ｂ）？（ｄ）的刀口進(jìn)給量逐漸增加，紋影圖??像中出現(xiàn)清晰的明暗條紋，而且暗條紋逐漸增大．紋??影圖像暗側(cè)是因?yàn)榈犊趽踝×俗髠?cè)發(fā)生偏轉(zhuǎn)的光線，??從而該Ｋ域變暗；亮側(cè)是因?yàn)橛覀?cè)光線向刀口外側(cè)發(fā)??生了偏轉(zhuǎn)．圖５（ｄ）的紋影圖像明暗條紋較其他圖像??更容易分辨，可以清晰地觀察到火焰的結(jié)構(gòu)持征．因??此，隨著刀口進(jìn)給最的増加，火焰紋影信息也更加明??后續(xù)實(shí)驗(yàn)中脫采用的刀口進(jìn)給量均為刀口切割一??半光斑的位置．??３．１．４圖像采集??采集紋影圖像時(shí)，相機(jī)前有無(wú)接收屏對(duì)采集到的??紋影圖像均句性有很大影響．開展了采用毛玻璃作??為接收屏及不使用接收屏直接采集紋影圖像的研究，??結(jié)果如圖６所示．??通過(guò)圖６（ａ）與（ｂ）的比較可以明顯看出，采用毛??玻璃作為接收屏得到的紋影圖像顆粒感很強(qiáng)，使用圖??像灰度值獲取時(shí)，在同一火焰結(jié)構(gòu)層面的灰度值波動(dòng)??很大，造成后續(xù)數(shù)據(jù)處理時(shí)的誤差非常大．直接用相??機(jī)采集到的紋影圖像則清晰均句，同一火焰結(jié)構(gòu)層?

是因?yàn)榈犊趽踝×俗髠?cè)發(fā)生偏轉(zhuǎn)的光線，??從而該Ｋ域變暗；亮側(cè)是因?yàn)橛覀?cè)光線向刀口外側(cè)發(fā)??生了偏轉(zhuǎn)．圖５（ｄ）的紋影圖像明暗條紋較其他圖像??更容易分辨，可以清晰地觀察到火焰的結(jié)構(gòu)持征．因??此，隨著刀口進(jìn)給最的増加，火焰紋影信息也更加明??后續(xù)實(shí)驗(yàn)中脫采用的刀口進(jìn)給量均為刀口切割一??半光斑的位置．??３．１．４圖像采集??采集紋影圖像時(shí)，相機(jī)前有無(wú)接收屏對(duì)采集到的??紋影圖像均句性有很大影響．開展了采用毛玻璃作??為接收屏及不使用接收屏直接采集紋影圖像的研究，??結(jié)果如圖６所示．??通過(guò)圖６（ａ）與（ｂ）的比較可以明顯看出，采用毛??玻璃作為接收屏得到的紋影圖像顆粒感很強(qiáng)，使用圖??像灰度值獲取時(shí)，在同一火焰結(jié)構(gòu)層面的灰度值波動(dòng)??很大，造成后續(xù)數(shù)據(jù)處理時(shí)的誤差非常大．直接用相??機(jī)采集到的紋影圖像則清晰均句，同一火焰結(jié)構(gòu)層??圖５不同刀口進(jìn)給量下的蠟燭火焰紋影．（ａ）刀口最初的??位氧此時(shí)進(jìn)給量為、〇；?Ｃｂ）￣（ｄ）刀口進(jìn)給量逐漸增加；??（ｄ）；刀口進(jìn)給量為刀口切割－半光斑的位蠻??Ｆｉｇ．?５?Ｓｃｈｌｉｅｒｅｎ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｂｔａｉｎｅｄ?ｕｎｄｅｒ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ??ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｋｎｉｆｅ?ｅｄｇｅ，?（ａ）?Ｉｎｉｔｉａｌ?ｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｏｆ??ｔｈｅ?ｋｎｉｆｅ?ｅｄｇｅ，?（ｂ）＾（ｄ）?ｔｈｅ?ｌｅｖｅｌ?ｏｆ?ｏｂｓｔｒｕｃｔｉｏｎ?ｂｙ??ｔｈｅ?ｋｎｉｆｅ?ｅｄｇｅ?ｉｎｃｒｅａｓｅｓｉｎｇ?ｉｎ?ｔｕｒｎ，?（ｄ）?ｔｈｅ??ｋｎｉｆｅ?ｅｄｇｅ?ｏｂｓｔｒｕｃｔｓ?ｈａｌｆ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｌｉｇｈｔ?ｓｐｏｔ??圖６采用毛玻璃作為接收屏（ａ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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