ADN(二硝酰胺銨)基單組元液體推進(jìn)劑是一種新興的、可替代肼的綠色推進(jìn)劑,發(fā)展非接觸式手段、實時分析元素含量對于研究ADN基推力器的燃燒診斷十分重要.通過建立絕對輻射光譜和高分辨率光譜測量系統(tǒng),優(yōu)化了實驗參數(shù),研究了由ADN-甲醇-水組成推進(jìn)劑的激光誘導(dǎo)擊穿光譜,分析了光譜中元素H, N, O的時間演化特性,基于Boltzmann斜線法和Stark效應(yīng)法分別得到了激光誘導(dǎo)產(chǎn)生等離子體的電子溫度和電子密度的時間演化曲線,推進(jìn)劑的初始電子溫度為68 000 K,電子密度為1.6×10¹⁹ cm^-3,利用e指數(shù)擬合得到相應(yīng)的弛豫時間分別為270 ns和90 ns,該實驗條件下未發(fā)現(xiàn)ADN基推進(jìn)劑成功點(diǎn)火現(xiàn)象.

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【部分圖文】：

圖1實驗裝置圖

針對靜態(tài)液體表面,成功搭建了LIBS實驗系統(tǒng),如圖1所示,主要由光源、標(biāo)定系統(tǒng)、取樣系統(tǒng)、信號分析系統(tǒng)和時序控制系統(tǒng)5個部分構(gòu)成.光源:激光器輸出波長為1064nm的脈沖激光,經(jīng)二倍頻后波長變?yōu)?32nm,脈寬為8ns,頻率為10Hz,單脈沖能量0....

圖2延時設(shè)置示意圖

為了獲得更為全面的具有時間分辨特性的光譜圖,需要準(zhǔn)確把握采集開始的時刻.LIBS技術(shù)在產(chǎn)生等離子體的初期,由于韌致輻射會產(chǎn)生高強(qiáng)度的連續(xù)發(fā)射光譜,當(dāng)延時過小時背景譜線會嚴(yán)重干擾測量,過大又會遺漏譜線信息.以光譜儀輸出Q-SW觸發(fā)信號為延時零點(diǎn),采用光電二極管監(jiān)測到激光....

圖3不同單脈沖激光能量下的光譜

實驗采集了200～890nm波長范圍內(nèi)的譜線,分析發(fā)現(xiàn)200～400nm波長范圍內(nèi)無信號,圖3展示了不同單脈沖激光能量下400～890nm波長范圍內(nèi)的譜線強(qiáng)度.在524～541nm處信號無強(qiáng)度是因為使用了中心波長為533nm的陷波片.將焦點(diǎn)聚焦在液面上說明LIBS....

圖4不同單脈沖激光能量下的信噪比

將焦點(diǎn)聚焦在液面上說明LIBS產(chǎn)生的火花部分在空氣中部分在推進(jìn)劑中,由于空氣中O,N元素的含量較高,會對分析造成一定的干擾,為了提高推進(jìn)劑部分信號的信噪比,選取656.285nm處的H元素特征譜線進(jìn)行分析,圖4給出了信噪比隨激光能量變化的關(guān)系,實驗過程中選用14....

本文編號：3981843