Способ определения колебательной температуры и концентрации молекул в неравновесных средах

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 635082 А 9) (1 55 6 01 й 21/О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВИДЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСКО Рчелап, В.В,Нарчук ика измерени ых уровнейазов при помо - КПС, т,10 д абсорбцио ваниях рела фронтом уда с, 379-392,ния колебательной трации молекул в неуществляют следуюеделе онцен дах о трольнои к мето- авновес- спользо- авновесрн.х гаостояний ГД-генеах реак- ударных СО М рующего источн еэ диагностируе ективных приемнс использован нохроматоров) в с ыделяют длину во атель поглощен туры, и длину во затель поглоще ю чувствительно иков ием пеклны ия о лны ния ение точноасширениеетров,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Институт физики АН УСС(56) Бабаев М,К. и др, Методзаселенности колебательнтемпературы молекулярных гщи селективного генератора1969, Мт 4, с. 583 в 5.Генералов Н.А, идр, Метоной спектроскопии в исследсации двухатомных молекул зной волны, - ФГВ, 1977, г). 3 54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛЕБАЕЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ И КОНЦЕНТРА ИИ МОЛЕКУЛ В НЕРАВНОВЕСНЫХРЕДАХ Изобретение относится к кон измерительной технике, в частност дам оптической диагностики нер ных газовых сред, и может быть и вано для контроля состояния нер ных сред при создании молекуля зовых лазеров, а также контроля с в плазмохимических реакторах, М раторах, камерах сгорания, факел тивных струй, аэродинамических и трубах,Цель изобретения - повыш сти и надежности диагностики. р диапазона определяемых парам(57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, в частности к методам оптической диагностики неравновесных газовых сред, и может быть использовано для контроля состояния неравновесных сред при создании молекулярных газовых лазеров, а также для контроля состояний в плазмохимических реакторах,МГД-генераторах, камерах сгорания, факелах реактивных струй, аэродинамических и ударных трубах, Цель изобретения - повышение точности и надежности диагностики, расширение диапазона определяемых параметров. Одновременно измеряют поглощающую способность газа на двух длинах волн, одна иэ которых соответствует максимальной чувствительности показателя поглощения к температуре, а другая соответствует отсутствию зависимости от температуры, По измеренным величинам с помощью математи-. ческих соотношений определяются искомые параметры,Способ опртемпературы и кравновесных срещим образом,Излучение зондисвета пропускают черсреду С помощью селизлучения (напримерсветофильтров или мотре поглощения газа вА, для которой показне зависит от темпераЯгп, для которой покагтп 1 имеет максимальну1635082 Составитель Р.ИвановТехред М.Моргентал Корректор Н,Король Редактор М.Петрова Заказ 751 Тираж 410 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 к температуре, и определяют поглощательные способностиЛЦА=- - - и/1АП 1 = --о о Щгде 1 Ар Ц - сигналы интенсивности излучения зондирующего источника света;Л 1 р Л 1 - сигналы поглощения света в диагностируемой среде, соответствующие длинам волныи 4,.После этого определяют колебательную температуру Тч и концентрацию молекул п с помощью соотношенийОп 1(Тч) = 019 (1 - Ащ)/19 (1 - Ак 1; (1) и = -9 (1 - Ап)/%п 19 (1 - А)/оЛ/2 1, (2) где 1 - оптическая толщина среды в контролируемом объеме (получены из закона Бугера-Ламберта-Бэра), Соотношение (2), в частности, получено усреднением значений концентрации, оцененных для двух упомянутых длин волн. Основой способа служит обнаруженное в спектрах поглощения молекулярных газов существование "особых точек", в которых показатель поглощения практически не зависит от колебательной температуры Тч.Способ позволяет существенно снизить погрешность измерений, так как в качестве базового сигнала используют величину поглощения света в "особой точке" А+спектра, где показатель опоглощения имеет минимальную чувствительность к колебательной температуре. Соответственно повышается надежность диагностики, так как зависимость отношения показателей поглощения гЪ/О от колебательной температуры Тч определяется в этом случае только характером температурной зависимости ощ (Тч) которую выбирают максимально чувствительной к изменению колебательной температуры Тч,При этом диапазон измеряемых параметров расширяется на всю область определения показателя %п (Тч) поглощения, т.е.без ограничений по чувствительности спо со ба. Формула изобретения Способ определения колебательнойтемпературы и концентрации молекул в не равновесных средах, включающий одновременное измерение поглощения света в исследуемой среде на двух длинах волн, определение поглощательной способности газа на этих длинах волн, определение тем пературно-спектральной зависимости показателя поглощения и нахождение иэ этих величин колебательной температуры и концентрации молекул, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и 20 надежности диагностики, расширения диапазона определяемых параметров, в качестве аналитических длин волн выбирают длину волны А, для которой показатель поглощения а,не зависит от температуры, и 25 длину волны Ап. для которой показательпоглощения оп имеет максимальную чувствительность к колебательной температуре Тч, при этом колебательную температуру Т, и концентрацию и молекул определяют иэ 30 соотношений:Г 1 (Тч) = 019 (1 - Ат)/9 (1 А) п =- 19 (1 - Ап)/оп - 19 (1 - А,)/як.2 1,где Оп (Т,) - рассчитанная или предварительно определенная экспериментально 35 функциональная зависимость показателяпоглощения от колебательной температуры на длине волны А;Аи Ап - соответственно спектральныепоглощательные способности газа на дли нах волны 3 иЬП,1 - оптическая толщина среды в контролируемом объеме