[發明專利]一種炭煙火焰溫度測量方法

在審

• 申請號: 202011459543.1
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112556859A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 蔣利橋;顧鋮
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 鄧潮彬;莫瑤江

1.一種炭煙火焰溫度測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

基于黑體輻射普朗克定律，利用波長、黑體溫度、第一輻射常數和第二輻射常數構建黑體輻射強度；

利用所述黑體輻射強度以及發射率，構建在溫度T與波長λ處的輻射強度；

基于雙色法測溫法，利用所述輻射強度構建炭煙火火焰溫度模型，并根據Hottel和Broughton發射率模型關系式對所述發射率進行改進，獲得改進的炭煙火火焰溫度模型；

根據改進的炭煙火火焰溫度模型獲得炭煙火焰溫度。

2.根據權利要求1所述的炭煙火焰溫度測量方法，其特征在于，所述黑體輻射強度為：

c₁——3.741844×10^-16W.m²，第一輻射常數；

c₂——1.438791×10^-2m.K，第二輻射常數；

λ——波長；

T——黑體溫度。

3.根據權利要求2所述的炭煙火焰溫度測量方法，其特征在于，在溫度T與波長λ處的輻射強度為：

I(λ，T)＝ε(λ，θ，φ，T)I_b(λ，T)＝ε(λ，T)I_b(λ，T)

其中，火焰中炭煙可以看做灰體，其溫度與高溫煙氣相同，其發射率為ε(λ，T)，

當λT＜2060μm.K，火焰溫度低于2500K，波長小于820nm的條件下；

4.根據權利要求3所述的炭煙火焰溫度測量方法，其特征在于，炭煙火火焰溫度模型為：假設溫度為T的輻射對象在波長λ_m，λ_m+1處的光譜輻射亮度分別為I_m，I_m+1，則得到

對上式左右兩邊同時取對數：

選取足夠近的兩處波長進行比色，則可認為兩處的輻射率差異可被忽略，即

5.根據權利要求4所述的炭煙火焰溫度測量方法，其特征在于，

根據Hottel和Broughton發射率模型關系式對所述發射率進行改進，其中，發射率模型關系式：

ε_f＝1-exp[-kL/λ^α]

式中：k——微粒云吸收系數；

L——觀察光軸方向的微粒云幾何厚度；

kL——微粒云輻射的吸收強度，取值范圍通常為0.2～1.4；

α——由波長范圍決定的常數，根據Hottel與Broughton實驗數據給出，在可見光波段內，對于穩定微粒云：α＝1.39；對于非穩定的微粒云；

對上式進行泰勒展開，并省略泰勒展開式中的高階項，即可得到改進的炭煙火火焰溫度模型：