7 / 14
Регистрируемая аппаратурой интенсивность излучения определя-
ется по формуле
IF
kj
(
t
) =
I
kj
(
t
)
l
s
τ
k
π
sin
2
σ
0
A
AF
∙
SF
k
,
(4)
где
IF
kj
(
t
)
— измеренная аппаратурой интенсивность излучения ли-
нии
k
элемента
j
, В (отсчеты АЦП);
τ
k
— коэффициент пропускания
спектральной аппаратуры на длине волны
k
;
l
s
— поперечный размер
струи факела;
σ
0
A
— апертурный угол излучения на фотоприемнике;
AF
— площадь фотоприемного элемента;
SF
k
— чувствительность
фотоприемника на длине волны
k
.
Объединив формулы (1)–(4) получим
IF
kj
(
t
) =
K
1
K
2
ρ
g
(
t
)
gA
k
λ
k
exp
−
E
k
k
b
T
(
t
)
C
j
(
t
)
μ
j
,
(5)
где
K
1 =
hcl
s
π
sin
2
σ
0
A
AFN
A
— параметр оптической схемы измере-
ния,
K
2 =
τ
k
SF
k
— спектральная характеристика аппаратуры;
К
1
,
К
2
k
и
ρ
g
можно объединить в общую спектральную характеристику
комплекса
K
3
k
=
K
1
K
2
k
ρ
g
(
t
)
и определить расчетным путем одно-
временно с проведением калибровки по эталонному источнику из-
лучения с известной излучательной способностью [8]. Недостатком
такого способа является то, что для минимизации погрешности изме-
рений необходимо определять с высокой точностью все параметры,
входящие в эти характеристики.
Другим способом является определение этих характеристик “по
маркеру” (химическому элементу с известной концентрацией, которое
имеется в горючем, окислителе или специально добавлено в топлив-
ную магистраль ЖРД) в результате объединения формул (1) и (5) по
выражению
K
3
k
=
K
1
K
2
k
ρ
g
(
t
) =
gA
k
λ
k
IF
kj
(
t
)
exp
−
E
k
k
b
T
(
t
)
C
j
(
t
)
μ
j
,
(6)
где
C
j
(
t
) =
vm
j
(
t
)
vm
f
(
t
) +
vm
o
(
t
)
(7)
— массовая концентрация “маркера”
j
в струе;
vm
j
— массовый рас-
ход “маркера”
j
(горючего или окислителя);
vm
f
— массовый расход
горючего;
vm
o
— массовый расход окислителя.
Определив по одному или другому способу
K
1
,
K
2
и
ρ
g
, мож-
но по спектральным данным выразить концентрацию того или иного
элемента в струе как
C
j
(
t
) =
IF
kj
(
t
)
μ
j
K
1
K
2
ρ
g
(
t
)
gA
k
λ
k
exp
−
E
k
k
b
T
(
t
)
.
(8)
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2015. № 4 41