一种感应等离子体发生器流场温度测量系统技术方案

本发明专利技术公开了一种感应等离子体发生器流场温度测量系统，包括：位移机构，位移机构能够在感应等离子体发生器的检测平面内移动；辐射采集单元，辐射采集单元固定于位移机构上且随位移机构移动，以便采集感应等离子体发生器内等离子体的多个单点的辐射发光；光谱采集单元，用于将每个单点的辐射发光分别转换为对应的光谱图；数据分析单元，基于单点对应的光谱图，根据光谱图中的谱线辐射强度与对应谱线高能级能量之间的关系，计算单点的温度值，从而获得感应等离子体发生器内的流场温度分布。本发明专利技术实现了三维空间温度信息的提取，解决了传统方法无法直接定量等离子体发生器流场温度的难题。

A Flow Field Temperature Measurement System for Induction Plasma Generator

The invention discloses an induction plasma generator flow field temperature measurement system, which includes: displacement mechanism, displacement mechanism can move in the detection plane of induction plasma generator; radiation acquisition unit, radiation acquisition unit, fixed on displacement mechanism and moved with displacement mechanism, in order to collect radiation emission from multiple single points of plasma in induction plasma generator. The data analysis unit calculates the temperature of a single point according to the relationship between the radiation intensity of the spectral line and the high energy level of the corresponding spectral line, so as to obtain the temperature distribution of the flow field in the induction plasma generator. The invention realizes the extraction of three-dimensional space temperature information, and solves the problem that the traditional method can not directly quantify the flow field temperature of the plasma generator.

【技术实现步骤摘要】
一种感应等离子体发生器流场温度测量系统
本专利技术属于感应等离子体发生器制粉地面试验
，更具体地，涉及一种感应等离子体发生器流场温度测量系统。
技术介绍
感应等离子体可以产生化学纯净、无污染的高温(8000K-12000K)、低速(5-20m/s)流场，不规则的微米量级粉末颗粒在热等离子体的加热作用下，表面熔融并在表面张力作用下形成球形液滴，之后迅速冷却凝固，从而获得致密、流动性良好、高纯度的球形颗粒，感应等离子体发生器的长时间工作特性也利于粉末球化的大规模生产。感应等离子体球化制粉在3D打印、热喷涂等技术方面具有广阔的前景，目前航空航天和工业冶金领域对于钛粉、钨粉、钼粉、铌粉等金属粉球化有大量的需求，感应等离子体球化粉末的研究得到了国内外研究人员的重点关注。在等离子体球化粉末过程中，最重要的过程是通过热等离子焦耳加热作用于不规则粉末颗粒，因此等离子体发生器内气流温度是感应等离子体制备球形粉末的关键参数，流场内气流温度的空间分布测量为评估和优化等离子体球化制粉工艺提供了直接定量依据。目前国内外关于感应感应等离子体发生器球化粉末过程中流场的研究主要以数值研究为主：BarnesR.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种感应等离子体发生器流场温度测量系统，其特征在于，包括：位移机构，所述位移机构能够在所述感应等离子体发生器的检测平面内移动，所述检测平面垂直于所述感应等离子体发生器的长度方向、宽度方向或高度方向；辐射采集单元，所述辐射采集单元固定于所述位移机构上且随所述位移机构移动，以便采集所述感应等离子体发生器内等离子体的多个单点的辐射发光；光谱采集单元，所述光谱采集单元与所述辐射采集单元连接，用于将每个单点的辐射发光分别转换为对应的光谱图；数据分析单元，所述数据分析单元与所述光谱采集单元连接，用于针对每个单点，基于所述单点对应的光谱图，根据所述光谱图中的谱线辐射强度与对应谱线高能级能量之间的关系，计...

【技术特征摘要】
1.一种感应等离子体发生器流场温度测量系统，其特征在于，包括：位移机构，所述位移机构能够在所述感应等离子体发生器的检测平面内移动，所述检测平面垂直于所述感应等离子体发生器的长度方向、宽度方向或高度方向；辐射采集单元，所述辐射采集单元固定于所述位移机构上且随所述位移机构移动，以便采集所述感应等离子体发生器内等离子体的多个单点的辐射发光；光谱采集单元，所述光谱采集单元与所述辐射采集单元连接，用于将每个单点的辐射发光分别转换为对应的光谱图；数据分析单元，所述数据分析单元与所述光谱采集单元连接，用于针对每个单点，基于所述单点对应的光谱图，根据所述光谱图中的谱线辐射强度与对应谱线高能级能量之间的关系，计算所述单点的温度值，从而获得所述感应等离子体发生器内的流场温度分布。2.根据权利要求1所述的感应等离子体发生器流场温度测量系统，其特征在于，基于所述单点对应的光谱图，根据所述光谱图中的谱线辐射强度与对应谱线高能级能量之间的关系，计算所述单点的温度值包括：分别针对每个单点，执行以下步骤：以所述感应等离子体发生器没有进行工作时所述单点对应的光谱图作为背景光谱；从所述感应等离子体发生器工作时所述光谱采集单元获得的所述单点对应的光谱图中减去所述背景光谱，获得处理后的光谱图；在所述处理后的光谱图中选择多个谱线，分别对每个谱线的辐射强度进行积分，获得对应的谱线积分强度值，并分别查表确定每个谱线对应的谱线高能级能量；针对所述多个谱线，基于所述谱线积分强度值的对数值和对应谱线高能级能量进行线性拟合，以所述线性拟合的斜率的倒数与玻尔兹曼常数之商作为所述单点的温度值。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：曾徽，欧东斌，
申请(专利权)人：中国航天空气动力技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11