Способ дистанционного измерения температуры газа

СОК).3 СН ) СКИХ СО ИАЛИС 1 ИЧЕСК РЕСПУБЛИК 5 А ф по пп(54)(57)МЕРЕНромулазернние комшениюкомпон ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ ИЗОБР(71) Институт оптики атмосферы Томскогофилиала СО Ан СССР(56) 1. Соопеу У.А, У, о 1 Арр.Метеогооцу,Ч.7, К. 2, 1972, р,108.2. Авторское свидетельство СССРМ 534132, кл, 6 01 В/ 1/04,1974, 1 ап 1 ег 6.,МИез Я,В. Ортез СовеК 28, М 2, 1979,р.250. СПОСОБ ДИСТАНЦИОННОГО ИЗИя ТЕМПЕРАТУРЫ ГАЗА, по кото- исследуемый обьем посылают е излучение, регистрируют излучебинационного рассеяния и по отноинтенсивностей спектральных ент комбинационного рассеяния суИзобретение относится к области оления температуры оптическими ме де тодами.Целью изобретения является повышение точности, помехозащищенности и оперативности измерений,Поставленная цель достигается тем, что в способе, по которому в исследуемый объем посылают лазерное излучение, регистрируют излучение КР и йо отношению интенсивностей спектральных компонент КР судят о температуре, в исследуемый обьем посылают два пересекающихся луча, один из которых является монохроматическим, а другой имеет спектральную ширину, которая перекрывает частотный интервал между комбинационными переходами первого и второго порядков, при этом разность частот монохроматического и широкополос-. дят о температуре, о т л и ч а ю щ и й с я тем что, с целью повышения точности, помехозащищенности и оперативности измерений, в исследуемый обьем посылают два пересекающихся луча, один из которых является монохроматическим, а другой имеет спектральную ширину, которая перекрывает частотный интервал между комбинационными переходами первого и второго порядков, при этом разность частот этих лучей равна частоте комбинационного перехода первого порядка газа, затем регистрируют излучение когерентного комбинационного рассеяния первого и второго порядков под углом распространения антистоксового излучения относительно монохроматического луча и по отношению интенсивностей антистоксовых компонент первого и второго порядка определяют температуру в исследуемомобъеме. ного лучей равна частоте комбинационного перехода первого порядка газа, регистрируют излучение когерентного КР первого и второго порядков под углом распространения антистоксового излучения относительно монохроматичес кого луча и по отношению интенсивностей антистоксовых компонент первого и второго порядка определяют температуру в исследуемом обьеме.Эти излучения возбуждают когерентное КР, интенсивность которого на 3 - 6 порядков превосходит по величине интенсивность СКР и сосредоточено в узком угле с дифракционной расходимостью. Поэтому необходимая информация может быть получена за время одного лазерного импульса, т.е, за время порядка 10 с.Регистрируют антистоксовое излучение когерентного КР двух или более порядков. По отношению где849845 интенсивностей антистоксовых компонент определяют температуру в исследуемом объеме,Кроме того, широкополосный луч направляют под заданным углом к зондирующему лучу так, что они пересекаются в исследуемом объеме, При этом антистоксовое излучение когерентного КР распространяется по направлениям, определяемом условием фазового синхронизма где К: - волновой вектор антистоксового излучения когентного КР;М, - волновой вектор зондирующего излучения;Мс - волновой вектор стоксового излуче- ния.Из условия фазового синхронизма определяют углы, под которыми будет распространяться антистоксовое излучение когерентного КР и под которым его регистрируют: 1(а = 2 1(з с И- Дй соз О гщс 9 - дГСС 05 м - г ш ДЙ + Д 04 - 4 Ш(О- ДЙ 4 ) сов О 1 г г СоставительРедактор Т. Шарганова Техред М.Моргентал Корректор Н. Бучок. Заказ 5 бб Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 гдето - угол, под которым будет рассеиваться антистоксовое излучение 1-го порядка относительно монохроматического луча;ю - частота монохроматического луча;Лам - частота 1-го комбинационногоперехода;а - угол между монохроматическим иширокополосным лучами,Способ может быть реализован следующим образом,Для получения монохроматического иширокополосного излучения используютнеодимовый лазер с удвоением частоты, лазер на эксимерах в качестве источника монохроматического излучения и лазер накрасителе, возбуждаемый частью излучениямонохроматического лазера, Лазер на красителе используют в качестве источника широкополосного излучения, спектральнаяширина излучения этого лазера должна превосходить частотный интервал между комбинационными переходами первого ивторого порядков молекул, находящихся висследуемом объеме, а разность между частотами излучений монохроматического иширокополосного лучей должна быть небольше частоты комбинационного переходапервого. порядка. Излучение этих двух лазеров посылают в исследуемый объем под заданным углом, где они возбуждаютизлучение когерентного КР 1 - 2-го и т,д, порядков наличие рассеяния высоких порядков (выше второго) зависит от температуры исследуемого объема). Излучение КР регистрируют фотоприемниками, положение ко торых определяют из выражения для углаь С помощью фотоприемников определяют величину мощностей КР соответствующих порядков и из отношения мощностей определяют температуру в исследуемом объеме, 10 Применение способа позволит значительно повысить точность и оперативность дистанционного определения температуры при значительном техническом упрощении реализации способа за счет исключения из 15 схемы установки спектрального прибора.Изменение температуры можно производить в объектах, обладающих значительной яркостью собственного излучения (фона), например в пламени горелки, в электриче ском разряде, лазерной плазме, так как регистрируемое излучение распространяется в малых телесных углах, направление которых определяется условием фазового синхронизма и обладает большой спектральной 25 яркостью - до 1 ояркости зондирующегоизлучения (что на 4-5 порядков и более выше сигнала СКР), большая оперативность и исключение влияния на исследуемый объект позволят получить быструю и точную инфор мацию о температуре в исследуемом объеме,