[发明专利]一种爆炸火焰光分光单元、光谱分光测温系统及方法

权利要求书

1.一种爆炸火焰光分光单元，其特征在于，包括低通高反分光模块，所述低通高反分光模块用于将爆炸火焰光分为第一波段光和第二波段光；

还包括与低通高反分光模块输出端连接的第一分光模块和第二分光模块，所述第一分光模块用于将第一波段光分为10个第一波长光，所述第二分光模块用于将第二波段光分为6个第二波长光。

2.如权利要求1所述的爆炸火焰光分光单元，其特征在于，所述低通高反分光模块为第一波段光通过且第二波段光反射的分光镜；

其中，第一波段光的波段范围为[0.7μm，1.4μm],第二波段光的波段范围为(1.4μm，3μm]。

3.如权利要求2所述的爆炸火焰光分光单元，其特征在于，所述第一分光模块包括依次串联的第一光栅和第一集束光纤组件，第一集束光纤组件包括相互并联的10个第一集束光纤；

所述第二分光模块包括依次串联的第二光栅和第二集束光纤组件，第二集束光纤组件包括相互并联的6个第一集束光纤。

4.如权利要求1-3任一所述的光谱分光测温系统，其特征在于，所述10个第一波长光的波长分别为0.7μm、0.75μm、0.8μm、0.85μm、0.95μm、1.0μm、1.2μm、1.25μm、1.35μm和1.4μm，6个第二波长光的波长分别为1.55μm、1.6μm、1.9μm、2.0μm、2.8μm和3.0μm。

5.一种光谱分光测温系统，其特征在于，包括依次串联的光学成像模块、分光单元、探测单元、数据采集处理模块和计算机测量模块；

所述光学成像模块用于将爆炸火焰光成像至所述分光单元的输入端；

所述分光单元为权利要求1-4任一所述的爆炸火焰光分光单元，用于将光学成像模块输出的爆炸火焰光两次分光，得到10个第一波长光和6个第二波长光；

所述探测单元包括第一探测模块和第二探测模块，第一探测模块用于探测10个第一波长光的10个第一波长光的光信号，第二探测模块用于探测6个第二波长光的6个第二波长光的光信号；

所述数据采集处理模块用于采集处理探测单元得到的10个第一波长光的光信号和6个第二波长光的光信号，得到16个波长光的光谱辐射功率；

所述计算机测量模块将数据采集处理模块得到的16个波长光的光谱辐射功率通过爆炸温度测量方法测量，获得爆炸温度；

所述爆炸温度测量方法为：将16个波长光的波长和16个波长光的光谱辐射功率分别代入式(1)，得到爆炸温度T；

其中，λ表示波长光的波长，λ_i表示第i个波长光的波长，λ_i∈[0.7μm，3μm]，i∈[1,2,3,...,16]；c₂表示第二辐射常数，a表示拟合系数,a_m表示第m个拟合系数，m为小于等于14的自然数，k表示特征函数，k_i表示第i个波长点的特征函数，k_i＝ln L(λ_i)+lnπλ_i⁵-ln c₁；

其中，ln表示对数函数，L(λ)表示波长光的光谱辐射功率，L(λ_i)表示第i个波长光的光谱辐射功率，ln L(λ_i)表示第i个波长光的光谱辐射功率的对数；λ_i⁵表示第i个波长光的波长的5次方，π表示圆周率，lnπλ_i⁵表示圆周率与第i个波长光的波长的5次方的乘积的对数；c₁为第1辐射常数，ln c₁表示第1辐射常数的对数。

6.如权利要求5所述的光谱分光测温系统，其特征在于，所述第一探测模块包括与第一集束光纤组件输出端连接的第一探测器组件，第一探测器组件包括相互并联的10个第一探测器；

所述第二探测模块包括与第二集束光纤组件输出端连接的第二探测器组件，第二探测器组件包括相互并联的6个第二探测器。