2.2　近紅外-中紅外波段范圍內(nèi)油料火焰光譜特性研究

2.2.1　實(shí)驗(yàn)儀器與材料

采用美國賽墨飛世爾科技（Thermo Fisher Scientific）公司的Nicolet 6700傅里葉紅外光譜儀，該光譜儀的主要技術(shù)參數(shù)如表2.2所列，實(shí)物如圖2.9所示。

表2.2　Nicolet 6700傅里葉紅外光譜儀主要技術(shù)參數(shù)

圖2.9　Nicolet 6700傅里葉紅外光譜儀

Nicolet 6700傅里葉紅外光譜儀測得的火焰光譜信號以波數(shù)W（cm^-1）表示，而遙感影像的光譜信息是以波長表示的，為了便于分析，將實(shí)驗(yàn)測得的光譜數(shù)據(jù)換算成以波長（μm）表示，換算公式為：

　　（2.7）

實(shí)驗(yàn)選用的油品除柴油、汽油外，增加了車用潤滑油。為了提取紅外波段范圍內(nèi)的油料池火焰紅外光譜特征，測試了其他常見燃料火焰光譜并進(jìn)行了對比分析。分別選用酒精（乙醇含量99%）、紙張、木柴及蜂窩煤。其中酒精（乙醇含量99%）、紙張（A4）及蜂窩煤均購于市場，木柴選用楊樹的枯樹枝。實(shí)驗(yàn)過程中保證每次實(shí)驗(yàn)油盤內(nèi)的油量相同，每次用油50mL；酒精燃燒火焰光譜測試實(shí)驗(yàn)每次使用酒精60mL；木柴每次使用數(shù)條，保證每次實(shí)驗(yàn)質(zhì)量差在±0.1kg范圍內(nèi)；紙張火焰光譜測試實(shí)驗(yàn)每次使用20頁紙。

實(shí)驗(yàn)在室外開放空間進(jìn)行。航天遙感獲取影像資料的過程是在目標(biāo)的上方進(jìn)行拍攝的，為模擬航天遙感獲取影像資料，構(gòu)建了全火焰紅外測試系統(tǒng)。在各種燃料的火焰上方搭建光學(xué)系統(tǒng)，獲取整個(gè)火焰的光譜信息。在可升降三腳支架上安裝反射鏡，反射鏡為圓形（直徑為15cm），如圖2.10所示。調(diào)節(jié)反射鏡高度和角度，使地面火焰發(fā)射光能被反射鏡反射到光譜儀探頭處。調(diào)節(jié)好的反射鏡距地面1.5m、距光譜儀1.3m，與地面呈45°放置，搭建的光學(xué)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺如圖2.11所示。實(shí)驗(yàn)過程中室外溫度為（19±2）℃，氣壓為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，風(fēng)力較微弱。每次實(shí)驗(yàn)前先測定環(huán)境背景噪聲，消除背景噪聲對測試結(jié)果的干擾。由于實(shí)驗(yàn)條件有限，測得的火焰光譜信號強(qiáng)度為相對強(qiáng)度，未經(jīng)過黑體定標(biāo)處理，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果不影響火焰光譜特征波段的提取分析。

圖2.10　實(shí)驗(yàn)使用的三腳架

圖2.11　實(shí)驗(yàn)平臺布局