[发明专利]材料烧蚀过程发射光谱检测方法及检测装置

摘要

本发明提供的是一种材料烧蚀过程发射光谱检测方法及检测装置。高温等离子射流通过长焦透镜聚焦，经过光阑滤除杂散光，衰减片进行光强降低，滤光片进行紫外二级谱消除后，成像于石英光纤的端面；信号通过光纤输入光谱仪，由光谱仪进行分光和聚焦后成像于CCD相机的像素面阵表面。光谱仪和CCD相机通过RS232及IEEE488总线与计算机进行数据通讯，由专用软件进行控制和数据的采集与分析。本发明能够实现交流等离子射流的诊断和防热材料超高温烧蚀过程的在线检测。

主权项

1、一种材料烧蚀过程发射光谱检测方法，其特征是：首先根据地面烧蚀模拟系统的要求将烧蚀材料试件装配到位，与交流电弧加热器出口喷嘴保持一定的距离，确定光谱检测的电弧位置；通过透镜支架将成像透镜固定在导轨1上；通过光阑支架将光阑固定在导轨1上；通过衰减片支架将衰减片固定在导轨上；通过滤光片支架将滤光片固定在导轨上；调节各支架高度，使得透镜、光阑、衰减片、滤光片中心与试件中心位于同一水平线上；通过位置微调组件将光纤的一端固定，调节光纤的高度与水平位置，使得光纤端面位于电弧的像平面。通过连接件将光纤的另一端与光谱仪的入射狭缝相连，光谱仪的出射端连接CCD相机；光谱仪和CCD相机均通过数据线与计算机进行通讯。运行光谱采集软件，设置光谱扫描波长范围和光栅位置。启动交流等离子加热器对试件进行模拟烧蚀试验，等离子体电弧的影像通过成像透镜聚焦，光阑滤除杂散光，衰减片进行光强衰减，以及滤光片消除紫外二级谱，最后成像于光纤的端面；光纤将信号传输到光谱仪；在光谱仪内部完成准直、色散分光和聚焦，最后在出射端口形成焦平面，焦平面上呈现出一段波长区间的光谱影像信息；光谱影像信息由CCD相机采集到计算机中，烧蚀试验结束后，利用软件的图像、数据处理功能，获得等离子射流温度、成分与含量以及烧蚀产物成分与含量的时域与空域分布规律。