原子发射光谱双谱线法测量火工药剂燃烧温度

作     者：李彦 

作者单位：中北大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李仰军

授予年度：2015年

学科分类：082604[工学-军事化学与烟火技术] 08[工学] 0826[工学-兵器科学与技术] 

主      题：原子发射光谱 双谱线法 火工药剂 火焰温度 温度测量 

摘      要：高温火焰温度测量是燃烧领域一个极其重要的问题,在判断、预测和诊断燃烧状态方面起着非常关键的作用，同时此项技术的研究在国防、化学、材料等领域来说也相当重要。由于火工药剂输出火焰的燃烧温度对于火工品来说是表征其输出性能的一项关键指标，同时也是评价其输出能力的重要参数。因此，如何获得火工药剂燃烧温度的研究显得极为重要。本课题受国家级项目资助，目的是对高温火焰温度检测技术进行研究，为评估火工药剂输出性能提供有力依据。 本文以火工药剂燃烧温度检测为主要目的，研究了国内外测量火焰温度的进展以及测温的方法与相应的仪器，针对它们的不足对其进行创新与改进，成功的设计出一套可应用于测量火工药剂燃烧火焰温度测温系统。 作为一种重要的火焰温度测量方法，本文选用的原子发射光谱双谱线法充分利用了火焰自身辐射特性，该方法与其它方法相比测温范围非常大并且准确度也相对较高，同时在选择性、适应性及物理量综合测量等方面也有不可替代的优势。本文在现有原子发射光谱双谱线法基础上，以增大测温范围、提高测量准确度和适应性为主要目的，推导出了计算温度的新方法。 本文设计的测温系统，首先对一些火工药剂的火焰光谱进行了测量，确定了特征谱线对应的双波长范围为光学系统的设计及光谱仪的选择奠定了基础;然后详细的论述了所选的USB4000光谱仪的一些参数与特性，并对其波长进行了校准。最后，将光学采集光谱部分与光谱仪及计算机搭建起来构成了完整的火焰温度检测系统。 应用设计的测温系统实际测量了火工药剂的燃烧火焰温度，通过对所测得的温度值与对比实验的参考值相比进行了误差分析，并在此基础上提出改进的方法。