Способ определения колебательной температуры и концентрации молекул в неравновесных средах

 

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 из 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. С/)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

)s G 01 N 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4617202/25 (22) 06.09,88 (46) 15.03.91, Бюл. N. 10 (71) Институт физики АН УССР (72) Л.А.Кернажицкий, В.А.Кочелап, В.В.Наумов, В,Е.Носенко и Е.А.Шварчук (53) 536.52(088.8) (56) Бабаев M,К. и др. Методика измерения заселенности колебательных уровней и температуры молекулярных газов при помощи селективного генератора — ЖПС, т.10, 1969. М. 4, с. 583 — 587.

Генералов Н.А. и др. Метод абсорбционной спектроскопии в исследованиях релаксации двухатомных молекул за фронтом ударной волны, — ФГВ, 1977, »»г 3, с. 379-392. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛЕБАТЕЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ И КОНЦЕНТРАЦИИ МОЛЕКУЛ В НЕРАВНОВЕСНЫХ

СРЕДАХ

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 молекулярн. х газовых лазеров, а также 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., Ж 1635082 A l (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 определения колебательной температуры и концентрации молекул в неравновесных средах осуществляют следующим образом.

Излучение зондирующего источника света пропускают через диагностируемую среду. С помощью селективных приемников излучения (например, с использованием светофильтров или монохроматоров) в спектре поглощения газа выделяют длину волны

А,. для которой показатель поглощения о„. не зависит от температуры, и длину волны

М»т», для которой показатель поглощения

om имеет максимальную чувствительность

1635082

Составитель P.Èâàíîâ

Техред М.Моргентал Корректор Н,Король

Редактор М.Петрова

Заказ 751 Тираж 410 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101 к температуре, и определяют поглощательные способности

ЛЦ«

А„=- — Г- и Я

Am= о о где Igy Ц вЂ” сигналы интенсивности излучения зондирующего источника света;

A ling A IQ — сигналы поглощения света в диагностируемой среде, соответствующие длинам волны и А,п.

После этого определяют колебательную температуру Т> и концентрацию молекул п с помощью соотношений

Способ позволяет существенно снизить погрешность измерений, так как в качестве базового сигнала используют величину поглощения света в "особой точке" А.,спектра, где показатель п» поглощения имеет минимальную чувствительность к колебательной температуре. Соответственно повышается надежность диагностики, так как зависимость отношения показателей поглощения гт,/о„от колебательной температуры T„определяется в этом случае только характером температурной зависимости om (Tv) которую выбирают максимально чувствительной к изменению колебательной температуры Tv, При этом диапазон измеряемых параметров расширяется на всю область определения показателя cJm (Т„) поглощения. т.е. без ограничений по чувствительности спо5 со ба.

Формула изобретения

Способ определения колебательной температуры и концентрации молекул в не10 равновесных средах, включающий одновременное измерение поглощения света в исследуемой среде на двух длинах волн, определение поглощательной способности газа на этих длинах волн, определение тем15 пературно-спектральной зависимости показателя поглощения и нахождение иэ этих величин колебательной температуры и концентрации молекул, отличающийся 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 о не зависит от температуры, и

25 длину волны U, для которой показатель поглощения о имеет максимальную чувствительность к колебательной температуре

Т, при этом колебательную температуру T„ и концентрацию и молекул определяют иэ

30 соотношений:

У (Tv) = О lg (1 — Am)/Ig (1 — А»); п = (— Ig (1 — А )/< m — Ig (1 — А /(J«)l2 L, где om (Т,) — рассчитанная или предварительно определенная экспериментально функциональная зависимость показателя поглощения от колебательной температуры на длине волны А,;

А„и Am — соответственно спектральные поглощательные способности газа на дли40 нах волны 3 и)п,;

L — оптическая толщина среды в контролируемом объеме.