2.1.4　其他燃料火焰光譜特性分析

遙感探測識別的基礎(chǔ)是研究目標(biāo)的光譜特征。為深入分析油池火焰光譜特征，探索了在紫外線、可見光及近紅外波段范圍內(nèi)油池火焰與其他燃料火焰光譜的差異，并對其他燃料火焰光譜特征進(jìn)行簡要分析。

許凌飛^［54］對爐口火焰光譜進(jìn)行了分析測試研究，結(jié)果表明爐口火焰光譜存在特征元素的發(fā)射波段。火焰光譜可看作由特征元素離散譜線及連續(xù)譜線組成，連續(xù)譜線認(rèn)為是灰體發(fā)出的連續(xù)譜段。蔡小舒等^［55］對煤粉火焰光譜進(jìn)行了測試分析，表明煤粉火焰光譜為連續(xù)光譜，與灰體輻射類似，煤粉燃燒產(chǎn)生的大量焦炭粒子、飛灰及煤炭顆粒等固體物質(zhì)在高溫環(huán)境下產(chǎn)生連續(xù)的發(fā)射光譜。研究表明，燃料燃燒產(chǎn)生的煙塵顆粒物具有較大的輻射強(qiáng)度，在火焰的輻射中起主導(dǎo)作用。

本研究測試分析得到的各種油品及混合油品池火焰光譜同樣可看作由特征元素的離散譜線及連續(xù)譜線組成，與許凌飛^［54］對爐口火焰光譜分析研究的結(jié)論相符。油料池火焰離散的特征譜線包括在紫外線及可見光波段內(nèi)自由基的發(fā)射譜線，以及波長在近紅外810nm附近H₂O產(chǎn)生的特征發(fā)射峰；連續(xù)譜線主要特征表現(xiàn)為油料不完全燃燒產(chǎn)生的炭黑顆粒的連續(xù)輻射，與煤粉火焰光譜類似，表現(xiàn)為灰體輻射特征。

蔡小舒等^［55］對多種可燃物火焰光譜進(jìn)行了分析測試研究，研究結(jié)果如圖2.8所示。從圖2.8中可以看出，柴油、丁烷及蠟燭在940nm處存在H₂O特征吸收峰，在其他波段處無特征發(fā)射或吸收峰，譜線連續(xù)平滑；木條、紙張、煤、木炭在760nm處存在特征發(fā)射峰。對比圖2.8中其他燃料的火焰光譜，本研究測得的油料池火焰光譜存在微弱差異，表現(xiàn)在810nm附近H₂O的發(fā)射峰，但H₂O的發(fā)射強(qiáng)度較弱。而油料池火焰在整個(gè)波段范圍內(nèi)的譜線同樣較連續(xù)平滑，與圖2.8中其他可燃物的火焰光譜特征相似。

圖2.8　其他燃料火焰光譜

通過研究多種油料池火焰光譜特征，并與其他燃料火焰光譜特征進(jìn)行對比，結(jié)果表明，油料池火焰光譜在紫外線及可見光波段范圍內(nèi)強(qiáng)度很低，燃燒過程中產(chǎn)生的特征元素，例如自由基及分子等的發(fā)射強(qiáng)度不明顯，火焰燃燒產(chǎn)物的離散光譜主要特征是810nm附近H₂O的特征發(fā)射峰，但烴類燃料燃燒都可產(chǎn)生H₂O，難以通過該特征對油料池火焰光譜和其他燃料火焰光譜進(jìn)行有效區(qū)分。但油料池火焰光譜在700nm后的強(qiáng)度逐漸增大，不完全燃燒產(chǎn)生的炭黑顆粒的連續(xù)光譜強(qiáng)度較強(qiáng)，因此可基于該波段范圍內(nèi)的光譜信息對高溫火焰進(jìn)行探測識別。