瞬态等离子体测温仪是一种基于光学原理设计的高精度仪器,主要用于动载荷下瞬态高温测量,如爆轰冲击波温度、燃烧温度及材料冲击温度等。以下是其标准化使用流程及关键技术要点:
一、前期准备与设备检查
- 环境适配性确认
- 确保实验室温度(-10~50℃)和湿度(≤95%无冷凝)符合仪器要求,避免特殊环境导致光学元件性能波动。
- 检查供电电压稳定性,接地装置需可靠以防止电磁干扰。
- 硬件完整性检查
- 核实主机、光纤、光电探测器、数据采集系统等组件无物理损坏,尤其注意光纤接口是否清洁无尘。
- 确认六通道以上高速数据采集卡已正确安装驱动,并与计算机建立稳定连接。
二、核心操作流程
- 光学系统调试
- 利用内置激光校准模块调整望远光学系统,确保光路对准等离子体中心区域。
- 启动光栅分光系统,将波长调谐至0.4~1.8μm范围内的六个窄带滤波器,覆盖典型等离子体发射谱线。
- 动态范围优化
- 根据预估温度区间(1000~8000℃)自动或手动设定积分时间,平衡信噪比与饱和风险。
- 激活自适应增益控制功能,防止强辐射信号超出探测器线性响应区。
- 瞬态捕捉模式配置
- 在触发菜单中选择“上升沿”模式,阈值设为背景噪声水平的三倍以精准捕获突发等离子体事件。
- 启用环形缓冲区预录功能,保留触发前5ms的数据流,避免遗漏初始爆发相
叁、数据采集与实时监控
- 多维度参数记录
同步监测以下关键指标:
- 时间戳(精度±1ns);
- 各通道光谱强度;
- 环境温湿度补偿系数。
- 可视化诊断界面运用
- 通过三维能谱图实时观察Ar I(750.4nm)、Hα(656.3nm)等特征峰演变趋势。
- 使用游标工具截取特定时间段内的完整辐射剖面,用于后续玻尔兹曼斜率法计算。
四、数据处理与分析
- 双温度反演算法
- 调用专业软件包执行以下步骤:
① 对四通道数据进行最小二乘拟合,构建Boltzmann直线以求得激发温度;
② 基于普朗克黑体辐射定律推导辐射温度模型,实现单次测量获取双重温度参数。
- 误差修正策略
- 引入标准温度灯进行光谱响应系数标定,消除探测器灵敏度漂移带来的系统误差。
- 采用滑动平均滤波算法去除高频噪声,保留有效信号成分。
五、日常维护与质控
- 周期性性能验证
- 每月使用已知温度的标准光源进行整机校验,确保全量程范围内误差<2%。
- 定期更换干燥剂维持光学腔体低湿度环境。
该仪器的操作需严格遵循《GB/T 31265-2014》等相关技术规范,结合具体实验需求优化参数组合。对于复杂工况下的测量任务,建议采用交叉验证法对比其他测温手段的结果一致性。