[发明专利]一种基于双谱线特征的标准温度法

摘要

一种基于双谱线特征的标准温度法，涉及热等离子体温度测量领域。该方法通过分光系统将焊接电弧分成两个相同的待测目标，再用高速相机和窄带滤光片分别测量两束电弧弧光，并得出原子谱线和一次电离谱线。为了克服相机暗电流、光子溢出等因素带来的误差，同时又需要在一次曝光中保证两幅电弧窄带图像的成像质量，两幅图像中最高光强值应均不低于相机最大测量范围的50％。测量中，应将两幅电弧窄带图像最高亮度值控制在最大曝光量的80‑90％。利用ML‑EM迭代重建算法还原为三维电弧发射系数场。该发明采集的两幅图像具有良好的时间、空间一致性；完成电弧的高、低温区自动判别，解决了单谱线测量过程中无自动法判定电弧中心区域温度的问题。

主权项

1.一种基于双谱线特征的标准温度法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、连接焊枪、工件，完成光学采集系统的调整；步骤S2、通过相机配合滤光片拍摄焊接电弧，通过一次曝光同时采集电弧发出的原子谱线和一次电离谱线两条谱线的窄带图像；步骤S3、以采集的窄带图像作为投影依据做电弧三维发射系数场还原，获得三维发射系数场；步骤S4、将两个发射系数场融合，为喷嘴下方中心位置为原点建立五维坐标系，xyz为空间坐标，v、w为(x,y,z)坐标下的原子谱线发射系数和一次电离谱线发射系数；步骤S5、找出原子谱线发射系数场中最大值所处的空间位置坐标(x_rp,y_rp,z_rp)；步骤S6、读取(x_rp,y_rp,z_rp)坐标下w取值，并将其存储于变量ε_rp中；步骤S7、将一次电离谱线的发射系数值ε_rp作为判定电弧高温区的依据，五维坐标系中w≥ε_rp的空间位置(x,y,z)判定为电弧高温区，w<ε_rp的空间位置(x,y,z)判定为电弧低温区域；步骤S8、利用原子谱线发射系数与温度变化曲线标准温度值所对应的温度值T_rp为判据，在w<ε_rp的空间位置得T<T_rp的函数图像，在w≥ε_rp的空间位置得T≥T_rp的函数图像，从而分别计算电弧低、高温区域的温度分布。