專利名稱：一種火焰溫度和黑度的檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于火焰光譜分析方法，具體涉及一種火焰溫度和黑度的檢測方法。
背景技術(shù)：
在熱輻射分析中，灰體是指光譜吸收率與波長無關(guān)的物體。在對火焰輻射進(jìn)行分 析時，很多學(xué)者為了方便將火焰看作為灰體，但這樣的灰體假設(shè)是沒有依據(jù)的，而且物體的 灰體假設(shè)一般也是在一定的波長范圍內(nèi)成立，在其他的波長范圍內(nèi)不一定成立。如果不能 確定物體符合灰體假設(shè)的波長范圍而盲目作為灰體進(jìn)行分析的話，可能會產(chǎn)生較大的誤 差，所以對火焰符合灰體假設(shè)的波長范圍進(jìn)行判定是很有必要的。 以CCD陣列作為光譜測量元件的光纖光譜儀，能夠獲取較大范圍內(nèi)燃燒火焰的光 譜輻射信息，通過對光譜的分析來實(shí)現(xiàn)對火焰的檢測和診斷，為實(shí)現(xiàn)對火焰灰體假設(shè)的波 長范圍的判定提供了條件。 與攝像型火焰檢測系統(tǒng)相比，光纖光譜儀結(jié)構(gòu)簡單、成本低，數(shù)據(jù)處理量也小得 多；而與普通光學(xué)式火焰檢測系統(tǒng)相比，它所獲得的火焰輻射信息要多得多，目前越來越受 到國內(nèi)外學(xué)者的重視。在國外，Romero C，Li X等學(xué)者開展了基于光纖光譜儀的光譜法測量 電爐、玻璃窖爐的溫度的石開究，見Spectrometer-based combustion monitoring for flame stoichiometryand temperature control[J]. Appl Them Eng 2005,25(5-6) :659-676， 該文中同樣在光譜輻射為灰性的前提下采用了雙色法計算得到溫度，但沒有計算黑度的分 布，也沒有分析采用灰性假設(shè)的依據(jù)。 國內(nèi)學(xué)者蔡小舒開展了光譜法測量煤粉火焰溫度和黑度的方法研究，見蔡小 舒，羅武德，"光譜法測量煤粉火焰溫度和黑度的研究"，工程熱物理學(xué)報，2000，21(6): 779-782 ;該方法對近似灰體輻射的煤粉火焰光譜采用最小二乘曲線擬合的方法來獲得 火焰的平均溫度和黑度。國內(nèi)學(xué)者周潔開展了光譜法測量碳?xì)錃怏w火焰的溫度和黑度的 方法研究，見周潔，"采用優(yōu)化算法分析燃燒火焰輻射光譜求取火焰溫度"，2000，15(3): 223-225，該方法同樣假設(shè)火焰為灰體輻射，采用Levenberg-Marquardt最優(yōu)化算法對光譜 曲線進(jìn)行分析獲得火焰的溫度。上述方法不但要求光譜輻射必須為灰性的，而且沒有給出 黑度隨波長的分布，對于在一定波長范圍內(nèi)光譜輻射是否為灰性沒有提供理論支持。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出 一種火焰溫度和黑度的檢測方法，解決現(xiàn)有檢測方法在未判定被測對 象光譜輻射是否符合灰性的情況下采用了基于灰性假設(shè)的簡化計算模型，無法預(yù)料計算結(jié) 果準(zhǔn)確性的問題。 本發(fā)明的一種火焰溫度和黑度的檢測方法，步驟為 (1)測量步驟利用光纖光譜儀獲得火焰的光譜曲線，并輸出光纖光譜儀測量范 圍內(nèi)火焰不同波長的光譜輸出強(qiáng)度I(A); (2)修正步驟根據(jù)不同波長下光纖光譜儀修正關(guān)系式f(A)，對得到的火焰光譜輸出強(qiáng)度I(A)進(jìn)行修正，修正后光譜輻射強(qiáng)度Id(A)為
Id(A) = I(A)/f(A); (3)計算步驟對光譜輻射強(qiáng)度Id(A)，選取間隔為A A的任意兩波長入、 入+A A ，計算得到火焰溫度乙隨波長A的分布曲線 式中Planck常數(shù)<:2 = 1. 4388E-2 ;Id(A)、 Id(A+A A)分別為波長A 、 A+A入
下的光譜輻射強(qiáng)度，其中30nm < A A < 150nm ; 計算得到火焰黑度e A隨波長A的分布曲線 ￡ A = Id(入)/Ib(入，Tj， 式中，Id(A)為波長A下的光譜輻射強(qiáng)度，Ib("U為波長A及溫度T^下的 黑體光譜輻射強(qiáng)度，平均溫度T^為所述火焰溫度乙隨波長A的分布曲線中，對應(yīng)整個波 長范圍內(nèi)溫度L的平均值； (4)判定步驟根據(jù)火焰黑度e A隨波長A的分布曲線，判定在光纖光譜儀測量 范圍內(nèi)是否存在火焰黑度不隨波長變化的波段，是則該波段范圍火焰光譜輻射屬于灰性， 進(jìn)行步驟(5);否則退出檢測； (5)輸出步驟在火焰溫度1\ e A隨波長A的分布曲線和火焰黑度e A隨波長入 的分布曲線上，將火焰光譜輻射屬于灰性的波段范圍所對應(yīng)的火焰溫度T和火焰黑度e輸 出。
所述的火焰溫度和黑度的檢測方法，其特征在于 所述修正步驟中，所述不同波長下光纖光譜儀修正關(guān)系式f ( A )通過光纖光譜儀 在黑體輻射光源下標(biāo)定得到，包括下述子步驟 (2. 1)利用光纖光譜儀自帶的軟件獲得某一溫度下黑體爐的光譜曲線，并輸出不 同波長的光譜輸出強(qiáng)度I(A); (2.2)根據(jù)維恩公式得到相應(yīng)溫度下的不同波長的黑體輻射強(qiáng)度Ib(A);
(2.3)得到不同波長下的光譜儀修正關(guān)系式f(A) = KA)/Ib(入)。
所述的火焰溫度和黑度的檢測方法，所述計算步驟中，計算火焰黑度e A隨波長 入的分布曲線時，所述平均溫度T^為所述火焰溫度乙隨波長A的分布曲線中，溫度波動 小于100K、且波長范圍大于50nm的波長范圍內(nèi)溫度TA的平均值。在此波長范圍內(nèi)的溫度 波動較小，計算的波長范圍較大，其平均值更能代表其溫度水平，計算的誤差更小。
若找不到溫度波動小于100K、且波長范圍大于50nm的波長范圍，則平均溫度Tave 為所述火焰溫度L隨波長A的分布曲線中，對應(yīng)整個波長范圍內(nèi)溫度1\的平均值。
本發(fā)明基于對火焰光譜的分析，對火焰輻射特性進(jìn)行判定并得到符合灰體假設(shè)波 長范圍內(nèi)的溫度和黑度，是一種非接觸式測量方法，對測量對象的環(huán)境沒有干擾，相對于其 它光譜測量火焰溫度的方法，給出了火焰符合灰體假設(shè)的波長范圍，在此波長范圍內(nèi)計算 得到光譜對應(yīng)溫度和黑度，這樣可以保證溫度和黑度計算的準(zhǔn)確性和有效性。
圖1(a)是光纖光譜儀在五個不同溫度下的黑體爐輸出強(qiáng)度及黑體輻射強(qiáng)度分布； 圖1 (b)是光纖光譜儀在五個不同溫度下的標(biāo)定修正系數(shù)曲線； 圖2是123(TC時光纖光譜儀黑體爐輸出光譜強(qiáng)度及修正光譜強(qiáng)度分布； 圖3是四個不同波長間隔時的溫度隨波長的變化分布； 圖4是本發(fā)明的流程框圖； 圖5是光纖光譜儀光譜采集系統(tǒng)示意圖； 圖6是凝固汽油火焰的輸出光譜強(qiáng)度和修正光譜強(qiáng)度分布； 圖7 (a)是凝固汽油火焰光譜的溫度隨波長的變化分布； 圖7 (b)是凝固汽油火焰光譜的黑度隨波長的變化分布； 圖8是赤磷火焰的輸出光譜強(qiáng)度和修正光譜強(qiáng)度分布； 圖9 (a)是赤磷火焰光譜的溫度隨波長的變化分布； 圖9 (b)是赤磷火焰光譜的黑度隨波長的變化分布； 圖10是本發(fā)明的工業(yè)試驗(yàn)中燃煤鍋爐的光譜采集位置布置示意圖； 圖11是燃煤鍋爐八個不同采集點(diǎn)的修正光譜強(qiáng)度分布； 圖12 (a)是#2采集點(diǎn)處的火焰光譜的溫度隨波長的變化； 圖12 (b)是#2采集點(diǎn)處的火焰光譜的黑度隨波長的變化。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。 (1)本發(fā)明中光纖光譜儀的型號是AvaSpec-2048-USB2，表1中給出光纖光譜儀的
各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)。 表1
項(xiàng)目規(guī)格
焦距75mm
波長范圍200-1 lOOnm
分辨率0.04-20nm
探測器CCD陣列，2048像素
信噪比250: 1
積分時間l.lms-lOmin 光纖光譜儀采用黑體爐為標(biāo)準(zhǔn)輻射熱源進(jìn)行標(biāo)定，得到光譜儀光譜輸出強(qiáng)度 I(入)與光譜輻射強(qiáng)度Ib(入)間的標(biāo)定系數(shù)f(入)
f (入)=1(入)/工b(入) 標(biāo)定中所使用的黑體爐是昆明泰和儀器儀表有限公司制造的W幾-ll臥式黑體
爐，其溫度范圍是80(TC 300(TC，在IOO(TC時其控溫精度為3 4°C。 圖1 (a)中是光纖光譜儀在溫度1560K到1640K度間，每隔20K的黑體爐光譜輸出強(qiáng)度和相應(yīng)的黑體輻射強(qiáng)度分布。圖1(b)給出了在此溫度范圍內(nèi)不同溫度下的光纖光譜 儀標(biāo)定系數(shù)曲線，從圖中可以看出5條曲線是基本重合的，說明此光纖光譜儀的標(biāo)定系數(shù) f(入)與溫度無關(guān)。 (2)本發(fā)明采用雙色溫度檢測方法對修正后的光譜輻射強(qiáng)度在波長間隔為A入 的一系列雙波長下計算得到光譜曲線溫度TA隨波長的變化分布，其中雙波長的波長間隔 A入的選擇對計算結(jié)果會產(chǎn)生影響，而且根據(jù)雙色法測溫的原理，兩個波長相距不能太遠(yuǎn) 以保證兩個波長下的輻射率是相等的，但是如果波長相距太近，會給計算帶來很大的計算 誤差。下面以光纖光譜儀在黑體爐溫度為1230度時采集的光譜曲線為例來分析雙波長的 波長間隔的取值范圍。 圖2給出了光纖光譜儀在黑體爐溫度為123(TC時采集的光譜輸出強(qiáng)度曲線和經(jīng) 過修正后的輻射強(qiáng)度曲線。在500nm到1000nm波長范圍內(nèi)，分別選取A A為10nm、30nm、 40nm、60nm的一系列波長組合，按下式計算溫度TA :
下的光譜輻射強(qiáng)度。 溫度TA隨波長的變化分布如圖3所示。 為了對溫度1\隨波長的分布情況進(jìn)行分析，引入相對均方差Ot來分析溫度分布 曲線的波動情況 式中，&為溫度分布曲線波長范圍內(nèi)的任意溫度，n為溫度分布曲線波長范圍內(nèi)溫 度的個數(shù)，Tare為所有溫度的平均值。。T越小，則說明溫度波動越小，可以用溫度的平均值 來作為光譜曲線的特征溫度。通過對圖3中不同溫度分布進(jìn)行分析可以看出，在波長間隔 為10nm時，計算的溫度隨波長的變化曲線的波動很大，相對均方差達(dá)到3. 98% ;在波長間 隔為30nm、40nm和60nm時，溫度曲線變化波動小了很多，相對均方差均較小，特別是40nm 和60nm時顯然精度更高一些，相對均方差均小于1%，而且兩者的溫度計算結(jié)果變化很小， 平均溫度是相同的，這說明在波長間隔在大于30nm以后，溫度的計算結(jié)果與波長間隔的選 取無關(guān)，而考慮到雙色法中波長間隔不能太大，波長間隔應(yīng)該小于150nm。所以在雙色法測 溫過程中雙波長的波長間隔應(yīng)該在30nm到150nm范圍內(nèi)，本發(fā)明的實(shí)施例中均采用波長間 隔40nm來計算溫度。
圖4給出本發(fā)明的流程框圖。 圖5為光纖光譜儀光譜采集系統(tǒng)的示意圖，本系統(tǒng)由便攜式電腦、光譜儀、USB連 接線和光纖組成，便攜式電腦和光譜儀通過USB連接線連接，光纖連接于光譜儀上，光纖端 部可以具有也可以沒有準(zhǔn)直透鏡。 以下針對實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的凝固汽油赤磷火焰，對本發(fā)明的方法進(jìn)行說明。 1.測量和修正步驟圖6和圖8分別給出了光纖光譜儀采集到的凝固汽油火焰和
赤磷火焰的輸出光譜強(qiáng)度分布，如圖中黑實(shí)曲線所示；根據(jù)所得到的光譜儀的標(biāo)定系數(shù)對采集到的光譜輸出強(qiáng)度進(jìn)行修正，得到修正光譜強(qiáng)度分布，如圖中黑虛曲線所示。從圖中 可以看出，在波長小于500nm時的光譜輻射強(qiáng)度強(qiáng)度較小，不利于對光譜的分析；而在波長 大于900nm時的光譜曲線的信噪比較低，這是由于此時已經(jīng)接近了光譜儀的測量范圍的上 限，光譜的信號靈敏度降低，因此選擇波長范圍在500nm到900nm間的光譜輻射強(qiáng)度分布來 進(jìn)行分析。 2.計算步驟對波長范圍在500nm到900nm間的兩種火焰的光譜輻射強(qiáng)度分布， 選擇其中任意間隔40nm的兩個波長A p A 2，由光纖光譜儀得到它們對應(yīng)的修正光譜強(qiáng)度
;計算得到溫度TA隨波長的變化分布，如圖7(a)和9(a)所示。
對圖7 (a)的溫度分布進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，凝固汽油火焰的溫度在550nm到800nm間 的溫度波動較小，相對均方差僅為1. 07%，以這一波長范圍內(nèi)的平均溫度作為特征溫度T_ 帶入式e A = Id(A)/Ib(A ，TJ中，則可以得到黑度e A隨波長的變化分布，如圖7(b)所 示。式中，Id(A)為波長A下的光譜輻射強(qiáng)度，Ib("U為波長A及溫度T^下的黑體 光譜輻射強(qiáng)度。 同樣對于圖9(a)中的溫度分布，選擇波長范圍500nm到550nm間的溫度的平均值
作為特征溫度T^，計算得到黑度￡ A隨波長的變化分布，如圖9(b)所示。 判定步驟根據(jù)得到的火焰黑度隨波長的變化分布對火焰的光譜輻射是否灰性進(jìn)
行判定，如果在一定波長范圍內(nèi)火焰黑度隨波長是基本不變的，則認(rèn)為該介質(zhì)在此波長范
圍內(nèi)為灰性介質(zhì)，如果在一定波長范圍內(nèi)火焰黑度隨波長變化而變化，則認(rèn)為該介質(zhì)在此
波長范圍內(nèi)為非灰性介質(zhì)。同樣引入黑度的相對均方差o E來分析黑度隨波長的變化分布
的波動情況，如下式所示 對圖7 (b)中的凝固汽油火焰黑度分布情況分析發(fā)現(xiàn)，在500nm到900nm范圍內(nèi)的 黑度分布的變化很小，相對均方差僅為O. 85%，可以認(rèn)為在此波長范圍內(nèi)黑度隨波長的變 化是不變的，也就是說在這一波長范圍內(nèi)凝固汽油火焰可以看做是灰體介質(zhì)。而對圖9(b) 中的赤磷火焰黑度分布情況分析發(fā)現(xiàn)，在光譜儀的測量范圍內(nèi)黑度的變化較大，不存在火 焰黑度隨波長變化而不變的波長范圍，說明赤磷火焰在200到1000nm范圍內(nèi)的是不能看做 是灰體介質(zhì)的。 3.輸出步驟在火焰可以看作是灰體介質(zhì)的波長范圍內(nèi)采用雙色法計算得到不 同波長下的溫度L和黑度e "以平均值作為光譜輻射強(qiáng)度分布對應(yīng)的溫度T和黑度e并 輸出。例如對于凝固汽油火焰，500nm到900nm間的溫度的平均值1731. 76K和黑度的平均 值0. 02就是光譜曲線對應(yīng)的溫度和黑度，而對于赤磷火焰來說不能采用基于灰性假設(shè)的 方法計算得到火焰光譜曲線對應(yīng)的溫度和黑度。 如圖10所示，在一臺300麗機(jī)組燃煤鍋爐上進(jìn)行本發(fā)明工業(yè)性試驗(yàn)。該鍋爐是由
哈爾濱鍋爐廠引進(jìn)美國燃燒工程公司的技術(shù)并結(jié)合我國煤種特點(diǎn)設(shè)計制造的，采用四角切
圓燃燒方式，在鍋爐的爐膛內(nèi)四角上，布置兩層共8個燃燒器，分別用黑色粗矩形框表示，
光譜采集的位置就是在標(biāo)高12. 97米A處和標(biāo)高16. 08米B處所在的鍋爐的四個角上，下
一層采集的順序是采集點(diǎn)1、2、3、4，上一層采集的順序是采集點(diǎn)5、6、7、8。 圖11給出了經(jīng)過標(biāo)定系數(shù)修整后的8個采集點(diǎn)的光譜輻射強(qiáng)度分布，分別以不同標(biāo)記表示各采集點(diǎn)；選擇波長在500nm到lOOOnm間的光譜輻射強(qiáng)度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。下面就以采集點(diǎn)2的光譜輻射強(qiáng)度分布為例來計算光譜曲線所對應(yīng)的溫度和黑度分布。任意選取波長間隔40nm的兩波長計算得到溫度隨波長的變化，結(jié)果如圖12(a)所示，從圖中可以看出，在600nm到900nm波長范圍內(nèi)的溫度變化很小，相對均方差只有1. 62% ，以平均溫度1361. 8K作為光譜分布的特征溫度，計算得到黑度在波長600nm到lOOOnm范圍間的分布，如圖12(b)所示。從圖中可以看出，黑度在此波長范圍內(nèi)的變化很小，相對均方差只有2. 49%，這說明在此波長范圍內(nèi)煤粉火焰是可以看做是灰體介質(zhì)的。 為了驗(yàn)證本發(fā)明方法計算的準(zhǔn)確性，對8個采集點(diǎn)的光譜輻射強(qiáng)度分布進(jìn)行分析
計算得到相應(yīng)的平均溫度、溫度的相對均方差、平均黑度、黑度的相對均方差，并采用前述
對比文獻(xiàn)"光譜法測量煤粉火焰溫度和黑度的研究"中的方法計算相應(yīng)的特征溫度和特征
黑度，結(jié)果如表2所示，表中標(biāo)號1 8分別表示8個采集點(diǎn)，本發(fā)明與對比文獻(xiàn)兩種方法
的溫度和黑度的相對誤差分別在表2中第7、第9行給出。 表2
采集點(diǎn)■12345678
1371.8■1361.81323.31453.5443.21366.91418.11440.3
ov (%)2.331.622.852.214.322.278.213.27
0.38980.1880.20980.13180扁0.21460.0170.219
2.32.493.051.973.152.235.883.19
對比文獻(xiàn)溫度(K)1370.61360.81327.31453.81450.31367.21439.91438.7
溫度相對誤差(％)0.080.060.300.020.480.021.510.10
對比文獻(xiàn)黑度0.390.1840.1990.1290,0340.2] 10扁0.217
黑度相對誤差C5/。)0.252.172.942.323.331.895.550.9 從表2中可以看出，此方法計算的溫度和黑度的相對均方差都較小，除了 #7由于光譜強(qiáng)度曲線信噪比較低，造成計算結(jié)果的誤差較大外，溫度的最大相對均方差僅為4. 32%，黑度的最大相對均方差僅為3. 15%，而且本方法與對比文獻(xiàn)方法計算的結(jié)果的相對誤差也較小，除了 #7的結(jié)果以外，溫度的最大相對誤差為0. 48%，黑度的最大相對誤差為3. 33%，。 以上實(shí)施例的結(jié)果表明，本發(fā)明方法不但能夠通過對火焰光譜輻射強(qiáng)度分布的分析判定火焰輻射滿足灰性假設(shè)的波長范圍，而且在此波長范圍內(nèi)計算得到的火焰光譜對應(yīng)的溫度和黑度，結(jié)果更加準(zhǔn)確、有效。
權(quán)利要求
一種火焰溫度和黑度的檢測方法，步驟為(1)測量步驟利用光纖光譜儀獲得火焰的光譜曲線，并輸出光纖光譜儀測量范圍內(nèi)火焰不同波長的光譜輸出強(qiáng)度I(λ)；(2)修正步驟根據(jù)不同波長下光纖光譜儀修正關(guān)系式f(λ)，對得到的火焰光譜輸出強(qiáng)度I(λ)進(jìn)行修正，修正后光譜輻射強(qiáng)度Id(λ)為Id(λ)＝I(λ)/f(λ)；(3)計算步驟對光譜輻射強(qiáng)度Id(λ)，選取間隔為Δλ的任意兩波長λ、λ+Δλ，計算得到火焰溫度Tλ隨波長λ的分布曲線 <mrow><msub> <mi>T</mi> <mi>λ</mi></msub><mo>=</mo><mo>-</mo><msub> <mi>C</mi> <mn>2</mn></msub><mrow> <mo>(</mo> <mfrac><mn>1</mn><mi>λ</mi> </mfrac> <mo>-</mo> <mfrac><mn>1</mn><mrow> <mi>λ</mi> <mo>+</mo> <mi>Δλ</mi></mrow> </mfrac> <mo>)</mo></mrow><mo>/</mo><mi>ln</mi><mrow> <mo>(</mo> <mfrac><mrow> <msub><mi>I</mi><mi>d</mi> </msub> <mrow><mo>(</mo><mi>λ</mi><mo>)</mo> </mrow></mrow><mrow> <msub><mi>I</mi><mi>d</mi> </msub> <mrow><mo>(</mo><mi>λ</mi><mo>+</mo><mi>Δλ</mi><mo>)</mo> </mrow></mrow> </mfrac> <mfrac><msup> <mi>λ</mi> <mn>5</mn></msup><mrow> <mi>λ</mi> <mo>+</mo> <mi>Δλ</mi></mrow> </mfrac> <mo>)</mo></mrow> </mrow>式中Planck常數(shù)C2＝1.4388E-2；Id(λ)、Id(λ+Δλ)分別為波長λ、λ+Δλ下的光譜輻射強(qiáng)度，其中30nm＜Δλ＜150nm；計算得到火焰黑度ελ隨波長λ的分布曲線ελ＝Id(λ)/Ib(λ，Tave)，式中，Id(λ)為波長λ下的光譜輻射強(qiáng)度，Ib(λ，Tave)為波長λ及溫度Tave下的黑體光譜輻射強(qiáng)度，平均溫度Tave為所述火焰溫度Tλ隨波長λ的分布曲線中，對應(yīng)整個波長范圍內(nèi)溫度Tλ的平均值；(4)判定步驟根據(jù)火焰黑度ελ隨波長λ的分布曲線，判定在光纖光譜儀測量范圍內(nèi)是否存在火焰黑度不隨波長變化的波段，是則該波段范圍火焰光譜輻射屬于灰性，進(jìn)行步驟(5)；否則退出檢測；(5)輸出步驟在火焰溫度Tλελ隨波長λ的分布曲線和火焰黑度ελ隨波長λ的分布曲線上，將火焰光譜輻射屬于灰性的波段范圍所對應(yīng)的火焰溫度T和火焰黑度ε輸出。
2. 如權(quán)利要求1所述的火焰溫度和黑度的檢測方法，其特征在于所述修正步驟中，所述不同波長下光纖光譜儀修正關(guān)系式f(A)通過光纖光譜儀在黑 體輻射光源下標(biāo)定得到，包括下述子步驟(2. 1)利用光纖光譜儀自帶的軟件獲得某一溫度下黑體爐的光譜曲線，并輸出不同波 長的光譜輸出強(qiáng)度I(A);(2.2) 根據(jù)維恩公式得到相應(yīng)溫度下的不同波長的黑體輻射強(qiáng)度Ib(入)；(2.3) 得到不同波長下的光譜儀修正關(guān)系式f(A) = HA)/Ib(入)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的火焰溫度和黑度的檢測方法，其特征在于所述計算步驟中，計算火焰黑度e A隨波長A的分布曲線時，所述平均溫度T^為所 述火焰溫度1\隨波長A的分布曲線中，溫度波動小于100K、且波長范圍大于50nm的波長 范圍內(nèi)溫度L的平均值。
全文摘要
一種火焰溫度和黑度的檢測方法，屬于火焰光譜分析方法，解決現(xiàn)有方法無法預(yù)料計算結(jié)果準(zhǔn)確性的問題。本發(fā)明包括(1)測量步驟測量輸出火焰的光譜輸出強(qiáng)度I(λ)；(2)修正步驟對I(λ)進(jìn)行修正，得到光譜輻射強(qiáng)度Id(λ)；(3)計算步驟對Id(λ)選取間隔為Δλ的任意兩波長，計算得到火焰溫度Tλ和火焰黑度ελ隨波長λ的分布曲線；(4)判定步驟根據(jù)火焰黑度ελ隨波長λ的分布曲線，判定是否存在火焰光譜輻射屬于灰性的波段，是則進(jìn)行步驟(5)；否則退出檢測；(5)輸出步驟將火焰光譜輻射屬于灰性的波段范圍內(nèi)的火焰溫度和火焰黑度輸出。本發(fā)明對測量對象環(huán)境無干擾，在火焰符合灰性的波段范圍內(nèi)計算得到光譜的溫度和黑度，可以保證計算的準(zhǔn)確性和有效性。
文檔編號G01J5/60GK101701850SQ200910272359
公開日2010年5月5日 申請日期2009年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者周懷春, 婁春, 孫亦鵬 申請人:華中科技大學(xué)