应用高温计测量氩等离子体温度

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1、第19卷第4期原子与分子物理学报Vol.19，(.4)**)年1*月+,-./0/1234.56275829-+5.:926/+3654;,<0-+02=>.，)**)文章编号：1***?*@A（4)**)）*4?*44)?*4应用高温计测量氩等离子体温度*王藩侯1，)，经福谦1（1.中国工程物理研究院流体物理所爆轰物理和冲击波物理重点实验室，绵阳A)19**；).宜宾学院计算物理研究所，宜宾A44**B）摘要：应用多通道辐射高温计测量了冲击产生的氩等离子体的温度，并与理论计算结果进行了比较。测量结果与0CDC方程加:EFGE?

2、,H=IEl修正模型的计算结果符合较好。关键词：等离子体；温度；高温计中图分类号：2JJ文献标识码：5等离子体温度与等离子体内部粒子间相互作用并将实验测得的温度?压力曲线与理论计算结果进的动力学效应有关。因此，等离子体温度测量对于行比较。测量结果与0CDC方程加:EFGE?,H=IEl修我们了解等离子体的微观机制有重要意义。等离子正模型的计算结果符合较好。体温度的早期测量是9oKEl等［1］19JB年采用胶片感光方法进行的。19A4年4o>D［)］采用光电倍增管1实验装置和测量原理系统测量了等离子体温度。如何改进测量技术，提高测

3、量精度是研究者们一直关心的问题。19BA年，辐射强度可用照相方法或光电方法进行测量。［@］利用蓝光干涉滤光片?光电倍增管系本文采用的多通道辐射高温计测量是属于光电方LMNElEO等统，测量了氩等离子体温度，测量结果与理论计算结法，该方法具有数据处理简单和可测量低温的优点。果符合较好。后来，7oP>oO［4］和/PNIMQE等［J］也应用这里的通道是按光波波长来划分的。多通道辐射高辐射高温计对氩等离子体进行过测量，并由辐射亮温计由光电倍增管、分压器、高压电源和干涉滤光片度上升历史给出了等离子体辐射不透明度。国内这等部件组成，并利用

4、光纤作为光能的传输系统，用示方面的工作还不多。本文给出了应用多通道辐射高波器显示和记录测量结果。图1为高温计工作流程温计测量冲击产生的氩等离子体温度的实验结果，示意图。对于整个高温计系统，入射信号是光纤输入端其中τ（λ）为衰减片的光透过率；R为负载电阻；接收的辐射能量E（λ），输出信号是在示波器上显（λ）为比例系数，其值与光电倍增管的光谱灵敏η示的幅度为h的电信号，在工作的线性范围内，有度、光电阴极的受光面积和光电倍增管电流倍增系h=E（λ）τ（λ）Rη（λ）（1）*收稿日期：)**)?*A?)B作者简介：王藩侯（19A4R），

5、宜宾学院物理系教授（博士后）。现从事原子与分子物理及凝聚态物理研究。第19卷第4期王藩侯等：应用高温计测量氩等离子体温度443数等有关。量。每次实验我们得到了四个波长通道的记录（λ=测量待测光源的辐射能量前，要用标准光源对500，600，700，800nm），图2给出了等离子体一个通高温计系统进行标定。标定光谱辐射源一般采用稳道的光谱辐射历史。根据记录到的各波长通道辐射定性好的钨丝灯或钨带灯，并由直流稳流源提供工强度我们可以根据灰体模型拟合出等离子体温度。作电流。高温计标定的方法是，将标准灯光源放置于实际上，根据这些记录结合实验

6、的飞片速度还可以一定位置代替图1中的光源（此时系统中不用衰减得出等离子体的Hugoniot关系和辐射不透明度。片，负载电阻取R0），测出各通道对应于E（0λ）的信号输出幅度值h0。标准灯发出的光，经斩波器调制2等离子体温度T的拟合成连续光脉冲并输出到高温计。当光源充满光纤接收角时，示波器的记录信号幅度应正比于入射到光设等离子体光谱辐射符合灰体模型，则根据普纤的光通量。若标定信号幅度为h0，钨丝灯对称轴朗克定律：线上距离的辐照度为E（0λ），则有Igr（eλ，T）=εIP（lλ，T）（5）h0=E（0λ）R0η（λ）（2）I（λ，

7、T）=C-（5eC2/λT-1（6）Pl1λ-1）高温计系统测量辐射谱强度用的是比较法，通式中，C-16W.m2，C-12过比较待测光源和标准光源（已知光谱分布的光源）1=1.19×102=1.439×10在示波器上显示的信号幅度h和h0，得到待测光源m.K；Igre和IPl分别为灰体辐亮度和Plank辐亮度。到达光纤输入端的辐射能量为根据样品冲击光谱辐亮度实验数据，采用最小二乘法可计算冲击温度T和等效灰体发射率ε。hR0E（λ）=E（0λ）（3）多通道高温计的每个观测通道实质上相当于工τ（λ）h0R作于不同波长下的一个辐射能量

8、测量计。它们各自其中E（λ），E（0λ）分别为单位时间内待测光源和的测量精度是不同的。对同一温度T进行观测时，标准光源进入光纤输入端的能量；h和h0分别为待Plank辐射定律，每个通道测得的Iexp是不等精度测光源和标准光源在示波器上显示的信号幅度；的。因此，在