第31卷，第3期 2011年3月
学与光谱分析
光讲
Spectroscopy and Spectral Analysis
测量爆炸火焰真温的多光谱温度计的研制
孙崛，孙晓刚，戴景民
哈尔滨工业大学仪器科学与技术专业，黑龙江哈尔滨
150001
Vol. 31,No. 3.pp849-852
March,2011
摘要研制了一种可用于大型弹炸现场的、测量爆炸火焰真温的多目标多光讲温度计。此温度计在煤炸的瞬间，同时对梭镜分光后的多个光谱带下的煤炸火焰辐射能缺进行采集，利用二次测策法得出爆炸火焰的真温及发射率。在光路中采用了光纤远传技术和光纤耦合技术，极大程度上解决了仪器核心部分的防麗、防煤、防电磁干扰的向题，采用高速采集和多级放大解决了爆炸时间短、温度变化剧烈、信号难于采集的间
题，同时采用无线远传的结构保证了工作人员的安全。关键词多光谱：爆炸火焙：高温高速测量；真温
中图分类号：TK311
引言
文献标识码：A
DOl; 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2011)03-0849-04
真温测量装置的设计必须要解决以下四个问题：（1)如何在极其恶劣的条件下正常工作的问题；（2)高速应、高速数据采集；（3)自动切换量程；（4)工作人员的安全。
爆炸温度场是反映燃炸破坏力的重要物理量之一。对大型煤炸的火焰温度场进行测缺，一直起国内外学者关注的间题。但闪其煤爆炸时间短，温度变化剧烈，测量环境极度恶劣等因素，大型煤炸火焰真温的测量是非常闲难的，
近年来，随电子产业的发展，已经出现了一些测量爆炸温度的仪器，同时也对煤炸火焰温度场真温的高速精确测量提供了理论上的可能。综合国内外的文献，到目前为止，煤炸火焰温度测量的具体方法和仪器分成以下五类：（1)利用单色温度计对煤炸温度的测量11-2)；(2)利用双谱线温度计测量煤炸温度13)；（3)利用比色温度计测量煤炸温度(*6)；（4) 利用多光谱温度计测缺煤炸温度(")，（5)利用红外热像仪测量举炸温度1")，其中方法1，3和5在未知物体的发射率的前提下，测缺的是物体的亮温，无法测量物体真温。通过估计发射率的方法计算得出物体的真温，但由于发射率估计值的误差较大，物体的其温的误差较大，方法2测量的是物体的激发温度，而激发温度和真实温度在概念和数值上均不等同。方法4基于校镜分光的多光讲温度计因为结构简单，低成本、设计灵活等特点得到广泛的成用")，哈尔滨工业大学在1999年应用校镜分光式多光谱温度计成功地测款『固体火箭尾焰真温]，证明了通过精心的设计与改进，校镜分光式的多光谱温度计可以在较为恶劣的环境中1作。
目前，国内对于大型煤炸火焰的其温测量的研究还处于初级阶段，也没有可以用于大型煤炸现场的装置。煤炸火焰收稿日期：2010-04-27，修订日期：2010-06-02
基金项目：国家自然科学基金项H(60377037)资助
本文采用光纤远传，高速采集，多级放大和无线传输等关链技术很好地解决了以上的间题，成功地研制了国内首台可用于大型燥炸现场测本煤炸火焰真温的仪器。仅器的技术指标为：测量的温度范润为1000～3500℃；测量精度优于 3%；三个目标点数（坏后可更换），每个目标点6个波长，光谱范围为0.6~1.1μm；响应时间为10μs:光纤远传距离为 1000m；无限传输2000m，
测量原理
仪器采用多光讲测温法，即在一个仪器中制成多个光谱通道，利用多个不同光谱下的被测物体的辐射竞度的信息，经数据处理得到物体的温度。计算物体真温和发射率应用二次测法。
如果多个波长温度计有个通道，则第：个通道的输出信号V，可以表示为
V, = A, *e(a.,T) - Ar".e+
(im1.2..,n）(1)
式(1)中A,是只与波长有关而与温度无关的检定常数，它与该波长下操测器的光讲响应率、光学元件透过率、几何尺寸及第一辐射常肽有关。
在定点黑体参考温度T下，第1个通道的输出信号V 为
作奢简介：孙恨，1982年生，哈尔滨工业大学仪器科学与技术专业在读博土生万方数据
e-mail;sunkun1982@126.com