СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СТАТИЧЕСКОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ГАЗОВОГО ПОТОКА Советский патент 1973 года по МПК G01K13/02 

1

Изобретение касается измерения статической температуры газовых потоков в аэродинамических трубах, например, при гиперзву.ковых скоростях течения.

Известен способ измерения статической температуры газового потока по распределению интенсивности во вращательеой структуре молекулярной полосы первой отрицательной системы полос азота. В этом случае для возбуждения флюоресценции газа используют пучок быстрых электронов, получаемый с помощью электродной «пушки. Однако интенсивность возбуждаемого таким способом свечения газа при теХ Нически достижимых в настоящее время плотностях тока в электронном лучке низка, что требует применения .регистрирующей аппаратуры с высокой чувствительностью, а при фотографической регистрации спектра - очень большого времени экспозиции. Поэтому известный способ непригоден для измерений в кратковременных газовых потоках.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что возбуждение спектра свечения газа осуществляют с помощью разряда в газе, .например высоковольтного или тлеющего разряда с полым катодом, который создают -непосредственно в потоке газа, например, между цлоско-параллельными электродами, располагаемыми вдоль или поперек потока газа.

При этом интенсивность свечения газа увеличивается по сравнению с интенсивностью свечения, возбуждаемого моноэнергетическим пучком быстрых электронов. Условия регистрации спектра облегаются, требования к чувствительности приемников излучения снижаются, а при фотографической

регистрации сокращается время экспозиции. Точность измерений повыплается, одновременно упрощается и удешевляется применяемая аппаратура и оборудование. Чертеж поясняет сущность предлагаемого

способа применительно к случаю измерения

статической температуры в свободной струе

разрел енного газа, истекающей из сопла в

рабочую камеру со сверхзвуковой скоростью.

Плоские электроды /, являющиеся катодами и запараллеленные для создания эффекта полого катода, размещают в рабочей части 2 аэродинамической трубы в том же сечении, в котором необходимо измерить температуру. Возбуждение флюоресценции газа

осуществляется при зажигании разряда в пространстве между электродами путем подачи на них высо:кого (несколько киловольт) напряжения. Спектр регистрируют спектральным прибором 3 с фотоэлектрической или

фотографической приставкой 4. Соответствующую область газового потока через окно 5 резко отображают в плоскости входной щели спектральпого прибора с помощью зеркала 6 и объектива 7. В этом случае распределение интенсивности вдоль спектральных линий отражает распределение интенсивности поперек соответствующего сечения газового потока.

Статическую тем.пературу газа определяют по измеренной интенсивности вращательных линий молекулярного спектра, которая зависит лишь от квантово-механических величин и заселенности вращательных уровней. Последняя определяется вращательной температурой. Предполагают, что существует равновесие между вращательными и поступательными степенями свободы частиц газа и поэтому определяемая вращательная температура соответствует газокинетической температуре.

Предмет изобретения

Способ измерения статической температуры газового потока, например азота, путем возбуждения флюоресценции газа регистрации спектра излучения и последующего измерения распределения интенсивности излучения во вращательной структуре молекулярной .полосы первой отрицательной системы полос азота, отличающийся тем, что, с целью увеличения интенсивности флюоресценции и повышения точности измерений, возбуждение спектра свечения газа осуществляют с помощью разряда в газе, например тлеющего или высоковольтного разряда с полым катодом, который создают непосредственно в потоке газа, например, между плоско-параллельными электродами, располагаемыми вдоль или поперек потока.