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亞利山大效應光譜高溫儀

亞利山大效應光譜高溫儀

(Alexandrite Effect Spectropyrometer)

 

亞利山大效應的溫度測量方法建立在熱輻射體的溫度與亞利山大效應在CIELAB顏色空間的色調角之間的關系之上。圖一所示為溫度與沿亞利山大晶體a晶軸在CIELAB顏色空間的色調角之間的關系。2856K時亞利山大晶體的色調角為335度,呈紅紅紫色;6500K時為173度,呈偏藍綠色。2856K6500K之間的色調角差大約為173度,十分接近最大可能的色調角差180度。

圖一. 溫度與沿亞利山大晶體a晶軸在CIELAB顏色空間的色調角之間的關系。

 

美國劉研究實驗室(Liu Research Laboratories, LLC)發明和生產的新型亞利山大效應(Alexandrite Effect)可見光譜高溫儀榮獲兩項美國專利(7,004,624 7,052,177),為當今世界最先進的光譜溫度測量儀器。亞利山大效應光譜高溫儀由光譜儀,光學探測器,計算機和視窗測量軟件組成(圖二)LASP(Liu Alexandrite Effect Spectropyrometer)系列亞利山大效應光譜高溫儀由美國國家標準技術院(NIST)標定的光譜輻射標準校準,溫度測量結果溯源到美國國家標準技術院的光譜輻射標準和溫度標準。

.  LASP系列亞利山大效應光譜高溫儀。

 

 

亞利山大效應光譜高溫儀的測量視窗如圖三所示。測量視窗包括 1. 光譜;2. 溫度;3. 積分時間;4. 平均樣本數;5. 最大信號值;6. 光譜矯正;7. 光譜矯正使用選擇;8. 溫度監視;9. 溫度測量;10. 溫度標度選擇。亞利山大效應光譜高溫儀不僅可以測量溫度,更重要的是可以同時測量熱源的光譜,從而對熱源直接進行光譜學研究,并利用光譜進行溫度,燃燒劑或材料成分的分析和最佳控制。這種光譜高溫儀測量高溫熱源的相對光譜輻射分布,然后利用專利的溫度測量方法在整個光譜測量范圍由積分精確計算出被測高溫物體的真正溫度,其溫度測量范圍從800K100000K,光譜測量范圍從380納米到760納米。這種光譜高溫儀不僅可以測量黑體和灰體的溫度,還可以精確測量等粒子體,電弧,火焰等非灰體物體的溫度。這種光譜高溫儀已經廣泛應用于科學研究,技術發展,和冶金,高能物理,燃燒,等粒子等領域的溫度測量和控制。

亞利山大效應光譜高溫儀具有光譜輻射測量儀功能,可以測量高溫輻射體的相對光譜功率分布,并直接顯示在熒光屏上。根據光譜的分布可以直接研究,觀察和控制燃燒劑的成分變化,燃燒器的最佳溫度,等離子體的狀態,以及溫度分布等。

 

 

 

 

. LASP亞利山大效應光譜高溫儀的光譜和溫度測量屏幕。1. 光譜;2. 溫度;3. 積分時間;4. 平均樣本數;5. 最大信號值;6. 光譜矯正;7. 光譜矯正使用選擇;8. 溫度監視;9. 溫度測量;10. 溫度標度選擇

 

 

亞利山大效應光譜高溫儀的一個重要功能是對具有吸收或迭加的測量光譜進行在屏校正,消除光譜吸收或光譜迭加對溫度測量的影響,以獲得正確的溫度值。亞利山大效應光譜高溫儀也可以將熱源物質的光譜輻射率的倒數作為光譜校正系數輸入,直接測量熱源的真實溫度。

LASP亞利山大效應系列光譜高溫儀是目前世界上唯一可以直接測量非灰體溫度的光譜高溫儀,也是目前世界上唯一市售的超高溫(>4000 C)測量儀器。LASP系列亞利山大效應光譜高溫儀的質量可靠,售后服務完善,價格極具競爭力。對于測量等離子體熱溫度,LASP系列亞利山大效應光譜高溫儀的價格不到實驗型瑞利散射高溫測量裝置價格的十分之一,但測量精度遠遠高于實驗型瑞利散射高溫測量裝置和其它超高溫溫度測量儀器的測量精度。

LASP系列亞利山大效應光譜高溫儀的性能和價格都遠好于雙波長或多波長光譜高溫儀。LASP系列亞利山大效應光譜高溫儀可以測量非灰體的溫度,其它光譜高溫儀不可以測量非灰體的溫度。LASP系列亞利山大效應光譜高溫儀可以測量超高溫(>4000K),其它光譜高溫儀不可以測量超高溫。LASP系列亞利山大效應光譜高溫儀使用積分計算溫度而大大地減小了環境干擾和信號噪聲造成的溫度測量誤差,其它光譜高溫儀僅使用兩波長或多波長強度比對來計算溫度,噪聲直接影響溫度測量準確度

LASP系列亞利山大效應光譜高溫儀工作在看見光譜(380-760nm)范圍,其穩定性遠遠高于紅外光譜高溫儀,因為紅外元件的穩定性要遠低于看見光元件。 LASP系列亞利山大效應光譜高溫儀的另外一個優點是可以直接測量溫度而不需考慮熱源的光譜輻射率,因為所測量的光譜為相對光譜功率分布,與被測物體的輻射率無關。例如,測量多晶硅爐的溫度時,此光譜高溫儀的溫度測量準確度不受碳污染的影響,而紅外高溫儀所測溫度隨碳污染的程度而產生很大變化,由于多晶硅與碳的光譜輻射率不同, 碳對多晶硅表面的污染很大程度上影響了紅外高溫儀對多晶硅的溫度測量準確度。

LASP系列亞利山大效應光譜高溫儀提供多種光學探測器供用戶選擇,包括目視觀測系統,望遠系統,火焰探測器,積分球,準直鏡,和光纖準直鏡等。圖四所示為目視觀測系統,圖五為火焰溫度探測器,圖六為光纖準直鏡亞利山大效應光譜高溫儀還可以非常靈活地直接使用用戶提供的任何具有SMA 905光纖接口光學探測器,以及任何經轉換后與SMA 905光纖接口匹配的光學探測器。光學準直鏡可以直接安裝在燃燒裝置和熱源的內部進行溫度和光譜測量。甚至可以將光纖直接插入熱源進行溫度與光譜測量。

 

圖四. 亞利山大效應光譜高溫儀的目視觀測系統。

 

 

 

 

 

圖五. 亞利山大效應光譜高溫儀的火焰溫度探測器。

 

 

 

 

 

圖六. 亞利山大效應光譜高溫儀的光纖準直鏡。

 

 

 

 

光譜高溫儀的技術指標:

溫度測量范圍:

LASP0260 800-1200 K

LASP1260 1000 -2500 K

LASP2260 1800 - 5000 K

LASP3260 3000 - 10000 K

LASP4260 5000 - 50000 K

LASP5260 10000 - 100000 K

光譜測量范圍:380 -760 nm

測量精度:

黑體和灰體: < 0.5%

非灰體(光譜修正后) < 1.0%

溫度分辨率:1 K

光譜分辨率:1 nm

溫度變換:CFK

計算機:視窗XP

測量軟件:LASP V. 6.8

電源:計算機USB接口提供,不需外設電源

體積:  250 x 255 x 75 mm

重量:1 Kg

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