正交雙波長光譜層析技術(shù)重建電弧等離子體溫度場.pdf

1、近年來，由于計算機技術(shù)、激光技術(shù)和圖像處理技術(shù)的飛速發(fā)展，三維流場的層析技術(shù)取得了長足進展。光學(xué)CT技術(shù)由于其獨特的優(yōu)點，越來越受到廣泛的重視，在溫度場、激波風(fēng)洞、非對稱流場、等離子體場等熱物理量測試方面具有非常廣泛的應(yīng)用前景。電弧等離子體由于自身的溫度高、能量集中和反應(yīng)氣氛可變的特點，在焊接、機械、材料、冶金、能源、航空航天等工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。雖然人們利用層析技術(shù)對電弧等離子體溫度場做了較多的研究，但是迄今為止，對非完全數(shù)據(jù)下

2、非對稱非穩(wěn)態(tài)等離子體溫度場分布的研究，尚存在很多理論問題和技術(shù)問題，是當(dāng)前國內(nèi)外這一研究領(lǐng)域內(nèi)最具有挑戰(zhàn)性、最富吸引力的難題。 本論文應(yīng)用了正交雙波長光譜層析技術(shù)診斷電弧等離子體溫度場的方法。該技術(shù)用正交雙波長圖像實時采集光譜強度的數(shù)據(jù)測試系統(tǒng)，得到逆變電弧等離子體的灰度信息，采取了改進的最大熵層析算法（此改進的最大熵算法，與傳統(tǒng)的層析算法進行了數(shù)值模擬的比較，表現(xiàn)出較大的優(yōu)越性）分別重建出不同波長發(fā)射系數(shù)的分布狀況，然后根據(jù)等

3、離子體物理原理，選擇譜線相對強度法進行溫度場的三維重建，準(zhǔn)確直觀地顯示逆變電弧等離子體溫度場的空間分布狀況。這對于研究等離子體加工技術(shù)應(yīng)用中的過程機理，提高等離子體加工工藝水平，大面積提高產(chǎn)品零部件性能，開發(fā)等離子體新的工業(yè)應(yīng)用，具有重大的學(xué)術(shù)意義和經(jīng)濟價值。 本論文的創(chuàng)新點在于設(shè)計了一個適合于少投影方向數(shù)據(jù)的三維重建算法，它用于從譜線強度信息重建發(fā)射系數(shù)的過程中，最終達到電弧等離子體的溫度場診斷；建立了一個完整的，集面陣CCD