測量火焰不同位置的溫度對研究火焰結構具有重要意義.目前紋影法測量火焰溫度多采用Z型布局的光路.為了在未來空間實驗中將紋影法與其他光學方法集成開展多類型實驗觀測,摒棄了紋影法傳統(tǒng)的Z型光路,采用直線型光路布局,針對光源、透鏡、刀口切割量等因素對紋影系統(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象,對優(yōu)化后的紋影系統(tǒng)進行標定,觀測了其紋影圖像,計算了蠟燭火焰中多處位置的火焰溫度,并將計算結果與實測結果進行比較.結果表明,采用本研究設計的直線型紋影系統(tǒng)可以實現(xiàn)對火焰溫度的精確測量. 

【文章來源】：空間科學學報. 2020,40(01)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圖４兩組不同準直鏡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，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，通過多次實驗還發(fā)現(xiàn)，??蠟燭火焰放置的位置以距準直鏡Ｌ１較近處為隹后??續(xù)實驗中均采用直徑１００ｍｍ、焦距分別為５００ｍｍ??和８００?ｍｍ的準直鏡Ｌ１和紋影鏡Ｌ２開展實驗．??３．１．３刀□的切割??給出４種不同刀口進給量條件下獲得的蠟燭火??焰紋影，實驗結果如圖５所示．其中，圖５（ａ）為刀??口最初的位置，此時刀口進給箭為〇，即刀口未切割??光斑．圖５（ｂ）？（ｄ）的刀口進給量逐漸增加，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)是因為刀口擋住了左側(cè)發(fā)生偏轉(zhuǎn)的光線，??從而該Ｋ域變暗；亮側(cè)是因為右側(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構持征．因??此，隨著刀口進給最的増加，火焰紋影信息也更加明??后續(xù)實驗中脫采用的刀口進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，相機前有無接收屏對采集到的??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，??結果如圖６所示．??通過圖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，使用圖??像灰度值獲取時，在同一火焰結構層面的灰度值波動??很大，造成后續(xù)數(shù)據(jù)處理時的誤差非常大．直接用相??機采集到的紋影圖像則清晰均句，同一火焰結構層?

是因為刀口擋住了左側(cè)發(fā)生偏轉(zhuǎn)的光線，??從而該Ｋ域變暗；亮側(cè)是因為右側(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構持征．因??此，隨著刀口進給最的増加，火焰紋影信息也更加明??后續(xù)實驗中脫采用的刀口進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，相機前有無接收屏對采集到的??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，??結果如圖６所示．??通過圖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，使用圖??像灰度值獲取時，在同一火焰結構層面的灰度值波動??很大，造成后續(xù)數(shù)據(jù)處理時的誤差非常大．直接用相??機采集到的紋影圖像則清晰均句，同一火焰結構層??圖５不同刀口進給量下的蠟燭火焰紋影．（ａ）刀口最初的??位氧此時進給量為、〇；?Ｃｂ）￣（ｄ）刀口進給量逐漸增加；??（ｄ）；刀口進給量為刀口切割－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】：
期刊論文
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本文編號：3582750