爆炸火焰的溫度場分布表征了炸藥的熱毀傷性能,了解爆轟過程中的溫度值對炸藥的設(shè)計(jì)及改進(jìn)起著至關(guān)重要的作用。爆炸具有瞬態(tài)性,而且高溫、高壓和強(qiáng)沖擊的惡劣測溫環(huán)境容易造成測試設(shè)備的毀壞,這就對高溫火焰溫度測量技術(shù)提出了更為苛刻的要求。基于這些問題,本文研究了利用原子發(fā)射雙譜線法實(shí)現(xiàn)爆炸火焰溫度測量。提出了一種全光纖結(jié)構(gòu)的新型調(diào)制變換型光譜采集系統(tǒng),通過對多模光纖的干涉理論的分析,選用了單模-多模光纖結(jié)構(gòu)作為光譜分光元件,其原理是利用重建算法將散斑圖案中的光譜信息恢復(fù),同時(shí)提出了一種遺傳-模擬退火算法來優(yōu)化光譜信號。驗(yàn)證了長度為30米的多模光纖光譜系統(tǒng)能夠分辨相隔僅為6pm的兩條譜線,可見其具有極高的分辨率,并且對于稀疏光譜和具有一定帶寬的連續(xù)光譜能夠準(zhǔn)確的重建。在高分辨率光譜采集系統(tǒng)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一套測溫方案,由于光纖可以卷成一個(gè)小體積,實(shí)現(xiàn)了測溫系統(tǒng)的小型化,之后通過optiBPM仿真軟件得到了測溫元素的特征光譜,獲得其強(qiáng)度比誤差為3%,表明了該系統(tǒng)的可行性。另外,設(shè)計(jì)了一種基于衍射光柵的測溫系統(tǒng),該系統(tǒng)利用了探測器的整個(gè)感光陣列來獲得二維溫度場。整套裝置采用掃描振鏡開窗的設(shè)計(jì)使得系統(tǒng)安裝...

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 課題的背景和意義
    1.2 火焰溫度測量技術(shù)及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 接觸測溫法
        1.2.2 非接觸測溫法
        1.2.3 光譜測溫國外發(fā)展動(dòng)態(tài)
        1.2.4 光譜測溫國內(nèi)發(fā)展動(dòng)態(tài)
    1.3 本文研究的內(nèi)容
2.測溫原理
    2.1 火焰發(fā)射光譜
    2.2 原子發(fā)射光譜測溫原理
    2.3 多模光纖干涉理論
    2.4 本章小結(jié)
3.基于多模光纖的火焰溫度測試研究
    3.1 傳統(tǒng)光譜采集系統(tǒng)
    3.2 基于多模光纖的火焰測溫實(shí)驗(yàn)裝置
    3.3 光譜采集系統(tǒng)的標(biāo)定與驗(yàn)證
        3.3.1 光譜分辨率分析
        3.3.2 光譜的重建
        3.3.3 光譜的優(yōu)化
        3.3.4 分辨率和帶寬的分析
    3.4 仿真實(shí)驗(yàn)
    3.5 本章小結(jié)
4.基于衍射光柵的火焰溫度測試研究
    4.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路
        4.1.1 基于衍射光柵的光譜采集系統(tǒng)
        4.1.2 衍射光柵
        4.1.3 CCD相機(jī)
    4.2 測溫系統(tǒng)
    4.3 分光系統(tǒng)的仿真及優(yōu)化
        4.3.1 總體仿真設(shè)計(jì)思路
        4.3.2 光柵光路的搭建及優(yōu)化
    4.4 本章小結(jié)
5 波長標(biāo)定及測溫實(shí)驗(yàn)
    5.1波長標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
        5.1.1 標(biāo)定原理
        5.1.2 波長標(biāo)定方案
    5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    5.3 測溫實(shí)驗(yàn)
        5.3.1 實(shí)驗(yàn)裝置
        5.3.2 實(shí)驗(yàn)步驟
    5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        5.4.1 煤粉燃燒火焰的發(fā)射光譜特性分析
        5.4.2 溫度計(jì)算結(jié)果及分析
    5.5 誤差分析
    5.6 本章小結(jié)
6 總結(jié)展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果
致謝



本文編號：3814911