温压炸药热辐射毁伤研究+文献综述(5)
2.2.4 温度场参数的获取和分析
Micronscan7200拥有强大的图像处理和数据分析软件，利用这些软件可以得到被测物体表面各点温度分布及其随时间的变化情况、某个区域的温度变化情况、温度段分布、图像几何尺寸等有用信息。为了更好的说明各参数的获取方法和对于分析温度场特性的作用，以实例进行说明。
实验时的测试辐射率选0.6，爆炸产物的辐射率取0.35，图像上传速率选30Hz，记录最长时间为10秒。实验时需记录当地环境温度和湿度以及测试距离，并将这些参数输入仪器以调节环境补偿。从红外热成像仪得到的最直观的参数是一定间隔时间断面上的红外热图像,通过图像处理能够得到图像上各点的温度或选定图像区域内的最高、最低和平均温度及其随时间的变化情况，从而对其温度场特性进行分析。
2.2 原子发射光谱法
2.2.1光谱测温的原理与分类
火炸药的燃烧和爆炸过程异常复杂、剧烈，周围环境也十分恶劣，整个爆燃过程往往只在几百毫秒，甚至几个微秒这样短的瞬间内完成。这就要求测温技术必须满足测量时间分辨率高（有时高达ns级），能测量几千甚至一万多度的高温以及抗震、抗腐蚀等特殊要求。而在诸多的测温方法中，原子光谱测温法具有非接触、不干扰燃烧流场、时间分辨率高（可达微秒、甚至纳秒级）、利用原子或分子光谱所测得的温度都是待测对象的真实温度等优点。在此将系统地介绍几种常用的光谱测温方法。
（1）多谱线斜率法
电子的速率分布满足麦克斯韦速率分布，并且原子和离子能级应该满足麦克斯韦—玻尔兹曼统计分布，在绝对温度为T的条件下，处于第n能级的原子数密度Nn的分布由下列公式给出：
（2.6）
式中，N是原子数密度总数， 是第n能级的激发能， 是第n能级的统计权重，k是玻尔兹曼常数，T是温度， 是配分函数。
光源中单位立体角内辐射的能量对谱线强度的贡献可以表示为：
（2.7）
这里， 为辐射跃迁几率， 为发射光子频率，h为普朗克常数。
由公式（2.6）和公式（2.7）可得：
（2.8）
其中，c为常数。多谱线斜率法需要选择同种离子的多条谱线，依据测得的谱线相对强度I以及查阅到的谱线跃迁参数 、g、A、E的数值，以E为横坐标， 为纵坐标作图，根据坐标值拟合直线，由直线的斜率即得到温度T。
（2）原子发射光谱双谱线法
由原子光谱学理论[14]，原子或离子受热后，低能态原子将会被激发到高能态。受激原子一般是很不稳定的，在极短时间内（一般为 ）就能恢复到低能态。受激原子从高能态向低能态跃迁时将以光的形式辐射出能量，表达式为：
（2.9）
式中， 为高能级能量； 为低能级能量； 为普朗克常数； 为跃迁产生的辐射光谱频率。
在热力学平衡条件下，由玻尔兹曼公式激发态原子浓度，有：
（2.10）
式中， 为单位体积内基态原子数； 为单位体积内激发态的原子数； 和 分别为基态和激发态的统计权重； 为激发电位；k为玻尔兹曼常数；T为激发温度。