[發明專利]一種基于輻射譜線測量碳氫發煙火焰溫度和發射率的方法

有效

• 申請號: 202010026263.5
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN111238662B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 柳華蔚;鄭樹
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G01J5/60
• 分類號: G01J5/60;G01J3/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于輻射譜線測量碳氫發煙火焰溫度和發射率的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

1)利用光譜檢測設備獲得待測火焰輻射譜線，輸出測量范圍內的設備響應值及相應火焰不同波長的輻射強度；

2)設定可能的溫度上下限，從溫度下限開始，以100K為步長增加溫度，遍歷設定的溫度范圍；

3)對于步驟2)中每一個溫度值，以檢測所得輻射譜線中間波長處輻射強度為計算起始點，分別向長波和短波區域計算輻射強度，擬合得到一條輻射譜線，計算波長區域與檢測所得輻射譜線相同；

4)對于步驟3)中擬合得到的每一條輻射譜線，計算并評估該條輻射譜線與檢測所得輻射譜線的接近程度；

5)步驟4)中與檢測所得輻射譜線最接近的擬合所得輻射譜線對應的溫度值確定為100K步長精度下的最佳溫度；

6)圍繞步驟5)中得到的最佳溫度，縮小溫度上下限及步長，替換步驟2)和步驟5)中的溫度上下限和步長，重復步驟2)到步驟5)，找到更高精度下的最佳溫度，縮小后的溫度上下限需至少覆蓋替換前步驟2)中的兩個步長；

7)不斷縮小溫度上下限及步長，提高計算精度，直到得到需求精度下的最佳溫度；

8)依據最佳溫度擬合得到的輻射譜線，計算所有測量波長下的發射率分布；

9)將得到的最佳溫度和隨波長變化的發射率分布視為火焰溫度和發射率的測量結果。

2.根據權利要求1所述的基于輻射譜線測量碳氫發煙火焰溫度和發射率的方法，其特征在于：所述步驟3)中每一波長下的輻射強度按照公式(Ⅰ)計算：

式中，I(λ₁)為計算起始點輻射強度，λ₁為計算起始點處波長，λ₂為待計算輻射強度處波長，T為溫度，c₁為第一輻射常數，c₂為第二輻射常數，E(m)是煙黑復折射率m的函數。

3.根據權利要求1或2所述的基于輻射譜線測量碳氫發煙火焰溫度和發射率的方法，其特征在于：所述步驟4)中檢測所得輻射譜線與擬合所得輻射譜線的接近程度用公式(Ⅱ)評估：

式中，N為檢測所得輻射譜線的總波長數，α_i為第i個波長下歸一化后的光譜檢測設備響應值，I_cal,i和I_mea,i分別是擬合所得輻射譜線和檢測所得輻射譜線在第i個波長下的輻射強度。