基于亞歷山大效應的光譜高溫儀校準方法研究

徐萍，馬仕才

(四川航天計量測試研究所，四川 成都610100)

0 引言

目前，2000℃以上溫度的測量，一般都采用輻射測溫法。但不管是基于亮度測溫法、全輻射測溫法還是比色測溫法的儀器，都無法實現高能固體火箭發動機推進劑燃燒溫度的測量，也無法滿足工業現場及科學研究中對高溫和超高溫的快速測量需求。

作為國家“十二五”重點科研課題研究內容的一部分，本文介紹一種新穎的溫度測量方法及基于該方法的溫度測量儀器，可以快速測量高能固體火箭發動機推進劑的燃燒溫度，也可以測量高溫到超高溫輻射體的溫度，如燃燒室、燃氣輪機、高溫爐、等離子體、火焰、電弧等。

1 基于亞歷山大寶石效應的光譜高溫儀

1.1 亞歷山大寶石效應

寶石晶體在不同的光源照射下會產生光的吸收現象，從而產生變色，不同的照射光源變色也不同。亞歷山大寶石晶體有a，b 和c 三個晶軸。在光平行移動到a 晶軸時顯示了最大的色彩變化，即為亞歷山大寶石效應。如日光下(6500 K)為藍綠色，熾熱的燈光下(2856 K)為紫紅色，在CIELAB 色彩空間(如圖1)中的色彩角角度差為180°。這是人類視覺可以感知的最大變色色差。

圖1 CIELAB 色彩空間坐標圖

CIELAB 色彩空間用來表示均勻顏色空間，為了解決了顏色的定量描述與計算的問題，用明度指數L*、色度指數a*，b*建立的三維坐標系統，函數表達式為

式中:X，Y，Z 為顏色樣品的三刺激值;Xn，Yn，Zn為CIE 標準照明體照射到完全漫反射體表面的三刺激值。

CIELAB 色彩空間中的每一個點代表一種顏色，空間中的距離大小與視覺上色彩感覺差別成正比，相同的距離代表相同的色差。……