1 引 言

当弹丸以高速撞击靶板时，弹丸的动能转化成内能使碰撞材料的温度急剧升高，瞬间气化同时产生闪光现象。Baird[1]研究发现，闪光辐射强度随碰撞速度的指数升高；进一步地，作者所在Tang[2-5]研究小组通过理论推导得出闪光辐射强度I与碰撞速度v和入射角度θ的乘积呈幂指数关系I～(vsinθ)β，并由大量实验结果拟合得到了不同碰撞条件下β的取值；对不同碰撞速度条件下Al原子的闪光辐射光谱进行了总结，建立了碰撞点附近最大闪光辐射强度及温度的空间演化模型，验证了碰撞产生的闪光辐射温度以近似椭球的形状向外膨胀；为研究非金属材料高速撞击产生的闪光现象，Ernst[6]用硅硼玻璃以不同速度及入射角度撞击浮石粉，利用光电二极管采集闪光信号并采用黑体炉进行标定，通过双色测温法得到了闪光辐射温度为4 000～4 600 K；对于金属材料碰撞产生的闪光，Bergeron等[7]用钢球以5～6 km/s的速度撞击铝板，测得当碰撞能量大于16 mJ时会产生中心波长为585 nm的黄色闪光。Reinhart[8]用不同金属弹丸撞击铝、铈及B炸药，用分光计测量可见光和近红外线波长范围内崩溅物的热辐射强度，采用双色测温法计算得出闪光辐射温度为2 000～5 000 K；对于粒子高速撞击产生的闪光，Collette[9]采用粒子加速器将铁微粒加速到1～32 km/s撞击钨目标，采用光电倍增管测量碰撞产生的闪光信号，计算得到了闪光辐射温度为2 500～5 000 K；有关波长的选择对闪光辐射温度计算结果的影响方面，Thornhill[10]所在研究小组将钛飞片撞击铝板，采用双色测温法计算闪光辐射温度，结果表明选用不同波长计算得到的闪光辐射温度值差异较大；为研究微流星体对行星及其他空间物体撞击产生的闪光现象，Goel[11]采用35 pg～0.15 fg的球状铁弹丸以2.8～67 km/s的速度撞击钨、铜、太阳能电池等7种不同材料，采用多通道光电二极管测量碰撞产生的闪光，得到了闪光信号与质量和速度的关系式，从而实现了通过测试闪光信号反演空间碎片的质量及速度；Schultz[12-14]研究小组在深空探测实验中通过对闪光光谱进行分析推断出彗星中的物质组成。因此，研究超高速碰撞诱发的闪光特征对于远程诊断微流星体及空间碎片对航天器的毁伤、探知天体的物质组成具有理论意义[15]。

目前，在高速碰撞诱发的闪光辐射温度方面的研究多侧重于不同材料不同碰撞条件对测量结果的影响[16-17]，而在波长的选取、发射率及实验相关因素对闪光辐射温度的影响方面研究甚少，本文通过实验测量及误差计算对影响闪光辐射温度的因素进行了分析及讨论，并提出了采用比色法计算闪光辐射温度时降低计算误差的建议。

2 测量系统

图1为高速碰撞实验二级轻气炮加载系统及瞬态光纤高温计闪光辐射温度测量系统。利用二级轻气炮加载弹丸，通过调整一二级气室压强实现弹丸以不同入射速度撞击靶板；光纤探头安装在碰撞点正上方，与瞬态光纤高温计及示波器相连接；当碰撞闪光出现在光纤探头覆盖的锥体探测区域时，闪光信号将通过瞬态光纤高温计中的光电倍增管转换成电信号被采集完成。

图1 二级轻气炮加载系统及瞬态光纤高温计闪光辐射温度测量系统

Fig.1 Loading system of two-stage light gas gun and flash radiant temperature measurement system based on instantaneous optical pyrometer

3 理论计算

3.1 闪光谱辐射强度

在热平衡辐射条件下，闪光辐射强度符合普朗克热平衡辐射理论，即单位面积黑体在半球方向、单位时间的单色辐射强度[18]

(1)

式中：C1为第一辐射常数，3.742×10-16 W·m2；C2为第二辐射常数，1.438 8×10-2 W·K；λ为波长，m；T为黑体辐射温度，K。当波长在0.3～1 μm、温度小于3 000 K时，普朗克定律可以由维恩辐射定律取代，同时考虑灰体表面发射率ε，得到灰体光谱辐射强度的理论计算公式：

(2)

图2 光纤探头探测范围与半球方向光谱辐射范围

Fig.2 Detection range of optical fiber probe and the spectral radiant range of hemispherical direction

若采用光纤探头采集闪光信号，如图2所示，假定光纤探头的光纤孔径角为θ，与碰撞点O距离为L并垂直于目标靶板平面，则通过计算光纤探头探测区域体积与光谱辐射半球体积之比，可得到实测物体光谱辐射强度的理论计算公式：

(3)

3.2 闪光谱辐射温度

依据光谱辐射强度的维恩近似公式(2)，取任意两波长λ1、λ2 的光谱辐照强度I1、I2，采用比色法，得到闪光辐射温度理论计算公式：

(4)

假定ε1=ε2，得到双色测温法闪光辐射温度计算公式：

(5)

作者所在研究团队提出了四色测温法。选取4个波长λ1、λ2、λ3、λ4的光谱辐照强度I1、I2、I3、I4，依据公式(3)，同时假定ε1=ε2=ε3=ε4，采用比色法，得到四色测温法闪光辐射温度计算公式：

3）每周英语新闻播报：英语新闻中涉到各学科各方面的英语词汇，可以最大限度地丰富学生的英语词汇量，帮助学生拓宽知识面。因此，每周英语新闻播报成了零班英语学习的一大特色：每周两组，每组两人，在上课前二十分钟对每周的强劲英语新闻进行英文播报。教师还引导学生在新闻播报中加入新单词导入、带读部分，以及难点部分的中文讲解，并指导学生自己制作新闻PPT来让播报更加生动、直观。这样一种教学任务方式，可以督促学生课后更好地关注世界动态，了解国内外新闻。同时，还锻炼了学生的胆量，提高了学生的口语水平，快速扩充了学生的英语词汇量。

4 实验参数及测量

根据维恩位移定律，黑体最大辐射强度对应波长与辐射温度满足λmT=2.8976×10-3 m·K，根据No.1及No.2实验闪光辐射强度时程曲线，最大闪光辐射强度对应波长为700 nm，由维恩位移定律计算出对应黑体辐射温度近似为4 139 K，采用双色及四色测温法得到的闪光辐射温度的平均值为3 300～4 200 K(图5、图6、图8、图9)，因此，实验所得闪光辐射温度值与理论值接近，在合理范围。

本文17例胃肠间质瘤患者中肿瘤单发的患者有14例，肿瘤多发的患者有3例。肿瘤单发患者中肿瘤见于胃的有4例，肿瘤见于小肠的有7例，肿瘤见于结肠的有3例，肿瘤见于肠系膜的有2例，肿瘤见于食管的有1例。肿瘤多发患者中肿瘤见于回结肠系膜与食管的有2例，肿瘤见于网膜与回结肠系膜累及横结肠的有1例。

碰撞闪光信号采集前，需要用太阳光模拟器作为标准光源进行标定。首先将光纤探头置于太阳光模拟器距离Ic处，由太阳光模拟器发出标准光，经过高温计中的光电倍增管转换成电信号在示波器上显示，记录标定电压hc和标定负载电阻Rc；已知标准光源的光谱辐射照度Nr(λ)(由中国测量技术研究院标定给出)，波长400，450，500，550，600，650，700 nm对应的光谱辐射照度Nr(λ)为281.7，101.7，235.5，340.8，357.3，180.8，280.7 mW·nm-1·cm-2。

测量闪光辐射强度时，将光纤探头置于与碰撞点垂直距离为Iexp处，记录实验负载电阻Rexp和示波器测得闪光电压值hexp，已知光纤孔径角为θ，则闪光辐射强度测量值Iexp：

(7)

实验中光纤探头与碰撞点距离为90 mm；弹丸为圆柱形聚碳酸酯，长径比为1∶1，质量为0.117 g；靶板材料为2A12铝，靶板厚度2 cm；光纤孔径角θ=37°，具体碰撞参数及四通道标定值如表1所示。

表1 实验基本参数

Tab.1 Basic experimental parameters

No.Impact angle/ (°)Impact velocity/(km·s-1)Calibration voltage/V CH1(400 nm)CH2(500 nm)CH3(600 nm)CH4(700 nm)19066.482.125.483.522903.97.122.285.484.08

5 结果及误差分析

5.1 理论计算结果

实验中靶板材料为2A12铝，经测定其550 nm波长对应发射率为0.1，假定不同波长对应的发射率相等，依据公式(3)，得到不同波长及温度下的闪光辐射强度理论计算，结果如图3所示。

图3 不同波长及温度条件下的闪光辐射强度理论值

Fig.3 Theoretical values of flash radiant intensity with different wavelengths and temperatures

5.2 实验测量及计算结果

由实验结果可知，实验测量得到的闪光辐射强度值要远远低于理论计算值。No.1实验得到的闪光辐射温度平均值峰值为4 200 K，按照图3所示理论计算结果其闪光辐射强度值应大于104 W·m-2·μm-1，而实际测量的闪光辐射强度值约为103 W·m-2·μm-1；No.2实验得到闪光辐射平均温度峰值为3 300 K，理论计算闪光辐射强度值应大于103 W·m-2·μm-1，而实际测量得到的闪光辐射强度值约为320 W·m-2·μm-1。

计算两种方法在选取不同波长条件下的闪光辐射温度的标准差，结果如表2所示。

图4、图7分别为No.1、No.2实验中依据公式(7)计算得到的不同波长对应的闪光辐射强度Iexp。依据公式(5)选取不同波长及对应闪光辐射强度采用双色测温法计算闪光辐射温度，得到6组闪光辐射温度值，结果如图5、图8所示；图6、图9分别为两次实验中依据公式(6)采用四色测温法计算得到闪光辐射温度值和两种方法计算得到的闪光辐射温度平均值，闪光辐射温度记录时间范围为闪光出现后40 μs。

图4 No.1实验闪光辐射强度时程曲线

Fig.4 Flash radiant intensity versus time in No.1 experiment

图5 No.1双色测温法不同波长计算所得闪光辐射温度时程曲线

Fig.5 Flash radiant temperature of different wavelengths versus time based on two-color method in No.1 experiment

图6 No.1四色测温法闪光辐射温度与平均温度时程曲线

Fig.6 Flash radiant temperature and average temperature from four-color and two-color methods versus time in No.1 experiment

图7 No.2实验闪光辐射强度时程曲线

Fig.7 Flash radiant intensity versus time in No.2 experiment

图5(a)为挖沟机在复杂地形地貌工作时,在载荷作用下车体的水平位移、质心高度、速度及动能曲线变化.通过曲线图,即使行进方向有大角度斜坡,车体在高度方向也没有任何姿态变化,表示在工作过程中能很好地保证挖沟深度,并随着挖掘泥土的深度平缓而改变行进速度,提高挖沟品质.

图8 No.2双色测温法不同波长计算所得闪光辐射温度时程曲线

Fig.8 Flash radiant temperature of different wavelengths versus time based on two-color method in No.2 experiment.

图9 No.2四色测温法闪光辐射温度与平均温度时程曲线

Fig.9 Flash radiant temperature versus time based on four-color method and average temperature of two-color method in No.2 experiment

采用双色测温法计算闪光辐射温度，其结果随波长选取的不同而有所差异。如图5所示，No.1实验选取1、2通道(400，500 nm)计算所得闪光辐射温度值最高，峰值近5 500 K；选取3、4通道(600，700 nm)计算所得闪光辐射温度值最低，峰值近3 500 K；选取1、4通道(400，700 nm)计算得到的闪光辐射温度值接近平均值。可见，采用双色测温法计算闪光辐射温度，其误差与波长的选取密切相关。采用四色测温法计算所得闪光辐射温度与两种方法计算得到的闪光辐射温度的平均值较为接近(图6、图9)。No.2实验采用不同波长计算所得闪光辐射温度值及其呈现的规律与No.1实验相同，与No.1实验相比较，采用双色测温法计算闪光辐射温度时不同波长的选取对结果影响较小(图8)。

闪光辐射温度测量系统由多通道瞬态光纤高温计(型号FOP-8)和太阳模拟器组成，多通道瞬态光纤高温计的温度测量范围为20～10 000 K，共7个通道，对应波长为400，450，500，550，600，650，700 nm，符合可见光范围的测量要求，实验选用400，500，600，700 nm 4个通道进行同步测量。

5.3 误差分析

由于无法确定实验中高速碰撞诱发的瞬态闪光的真实辐射温度，本文通过计算标准差来分析不同波长的选取对闪光辐射温度测量结果的影响。假定瞬态光纤高温计获取闪光电压数据点数为N，计算得到闪光辐射温度值为Texp，闪光辐射温度平均值为Tavg，则标准差

(8)

硫磺回收装置中产生的有机硫主要是COS和CS2，主要来自于燃烧炉中发生的副反应，见式(1)～式(9)。

表2 双色及四色测温法计算闪光辐射温度标准差

Tab.2 Standard deviation of flash radiant temperature obtained by methods of two-color and four-color temperature measurement

No.闪光辐射温度标准差/K I1/I2I1/I3I1/I4I2/I3I2/I4I3/I4I1I3/(I2I4)1520.17230.2968.25514.05243.14585.4172.282235.2869.3130.67133.02111.61131.0563.66

采用瞬态光纤高温计测量闪光辐射强度时，闪光在到达探测器的过程中能量会衰减，同时光纤探头的污染、弹靶材料高速撞击产生的碎片及蒸气云对闪光的遮挡、闪光辐射分布不均匀及周围环境因素等均会影响测量结果，因此实验测量得到的闪光辐射强度值低于理论计算结果。

根据图3所示闪光辐射强度理论值，当闪光辐射温度约为3 000～4 000 K时，在300～700 nm波长范围内，波长越长对应闪光辐射强度值越大；No.1、No.2实验测量得到的闪光辐射强度中，700 nm波长对应的闪光辐射强度值最大，600，500，400 nm波长对应的闪光辐射强度依次降低，如图4、图7所示。实验测量所得规律与理论相符。

5.3.1 闪光辐射强度

1.2 人员基本资料维护模块。人员的基本信息维护模块是基本不会发生变化的，它不像其他内容会跟着随着社会保险的险种的改变而发生改变。所以说人员基本信息维护模块是最基础性的一个共享模块。人员的基本信息通过每个基层的单位施行维护，该单位的领导层或者管理层部门对这些信息进行审核。人员基本信息的增减一般会通过增员和减员的业务申报以及汇总来完成。

其次，可以分别在地理信息管理服务器与ETL服务器中构建起Quartz任务管理工具和GEOKettle数据抽取融合工具，再对每天的数据进行提取、转换、更新等，GEOKettle工具的主要作用是对任务进行具体实施。

5.3.2 闪光辐射温度

(1)波长选取对测量结果的影响

通过分析双色测温法理论计算公式(5)可知，采用双色测温法计算闪光辐射温度时影响测量精度的主要因素有两个：一是实际物体的发射率随波长的增加而增加或减小，而闪光辐射温度的计算假定发射率相同，因此波长间隔越大计算结果误差越大；二是闪光辐射温度要通过波长及对应闪光辐射强度的比值取对数计算获得，波长间隔越小温度分辨率越差，误差越大。

根据表2闪光辐射温度标准差及图5、图8计算结果，波长间隔越大所得闪光辐射温度越接近平均值，可见在上述影响测量精度的两个因素中，波长的增加所引起的发射率变化很小，而后者对误差的影响则更大，因此1、4通道(400,700 nm)间隔最大，计算所得闪光辐射温度最接近平均值，相反，波长间隔越小误差越大。

举个英语例子：The spelling of red is R-E-D.事实上这个“R”“E”“D”是没办法译的。而汉语中，我们说过“一撇一捺是个人”，当中的“撇”和“捺”也是无法翻译的。汉字属于象形文字，有些字，例如“木”“林”“人”“众””，一看大概就能猜出意思。而英语就没有这么直观了，字母和含义没有内在关联。

(2)双色测温法与四色测温法误差比较

双色测温法采用维恩近似，温度限定在3 000 K以下。No.1和No.2实验得到的闪光辐射温度分别为4 200 K和3 300 K，均超出了维恩近似的温度适用范围，由于No.1实验测量闪光辐射温度超出限定范围较多，因此相较于No.2实验，No.1实验得到的结果误差值更大。

四色测温法综合了多个波长的闪光辐射强度值来计算闪光辐射温度，因此有利于削弱随机噪声对测量结果的影响。如表2所示，与双色测温法相比较，四色测温法计算所得闪光辐射温度值误差较小(No.1为72.88 K，No.2为63.66 K)，尽管该结果要高于双色测温法中选取1、4通道计算所得误差值(No.1为68.25 K，No.2为30.67 K)，然而，四色测温法没有采用维恩近似，对闪光辐射温度的测量范围没有约束，不需要考虑波长的选择，因此，在测量温度值超出了维恩近似的范围并且无先验信息的条件下，四色测温法为更优选择。

6 结 论

利用建立的瞬态高温计测量系统对闪光辐射强度及温度进行了实验测量，与理论计算结果相比较，实验测量得到的闪光辐射强度值偏低。双色测温法计算闪光辐射温度时波长的选取对结果影响很大，同时，由于该方法采用了维恩近似，对测量温度范围有所约束，测量温度超过限定范围越多，波长选取对结果的影响越大；采用双色测温法计算闪光辐射温度时，发射率相同的近似条件对结果影响很小，而波长间隔对结果影响较大，波长间隔越大误差越小(误差最小值No.1为68.25 K，No.2为30.67 K)，相反，波长间隔越小误差越大(误差最大值No.1为585.41 K，No.2为235.28 K)。四色测温法没有采用维恩近似，对测量温度范围无限制，并且计算闪光辐射温度综合了4个通道的闪光辐射强度值，其结果与平均值较接近(误差No.1为72.88 K，No.2为63.66 K)，因此采用比色法计算闪光辐射温度时，应选取大间隔波长或多波长参与计算以降低误差。

一是加强培训和实地考察。除了对医务人员、教育工作者加强人才交流外，还应强加对村党组书记、贫困村致富带头人、企业经营管理者的培训、跟班进修和实地考察，全面学习东南沿海发达地区先进的发展理念、生产经营模式、医疗和教育管理经验及技术，进一步开阔眼界、启迪思维、加深交流、提升素质。二是加强技术指导。邀请连江县农业技术方面的专家到陇西县开展种植、养殖等方面的技术培训及指导，帮助提高陇西县专业技术人才的综合素养和产业发展水平。

参 考 文 献：

[1] BAIRD J K, HOUGH G R, KING T R. Velocity depend of impact fluorescence [J]. Int. J. Impact Eng., 1997, 19(3):273-276.

[2] 唐恩凌, 施晓涵, 王猛, 等. 强冲击LY12铝靶产生闪光的辐射强度演化特征 [J]. 强激光与粒子束, 2014, 26(7):26074003-1-5.

TANG E L, SHI X H, WANG M, et al.. Evolution characteristic of radiation intensity for light flash created by strong shock LY12 aluminum target [J]. High Power Laser and Particle Beams, 2014, 26(7):26074003-1-5. (in Chinese)

[3] TANG E L， ZHANG L J, ZHANG Q M, et al.. Experimental study on light flash intensity generated by strong shock 2A12 aluminum plate [J]. Plasma Sci. Technol., 2015, 17(7):529-533.

[4] 唐恩凌, 徐名扬, 张庆明, 等. 超高速撞击2A12铝过程中铝原子的光谱辐射特征 [J]. 发光学报, 2016, 37(8):940-947.

TANG E L, XU M Y, ZHANG Q M, et al.. Characteristics of spectral radiation for Al atom during hypervelocity impact on 2A12 aluminum target [J]. Chin. J. Lumin., 2016, 37(8):940-947. (in Chinese)

[5] 唐恩凌, 李振波, 韩雅菲, 等. 超高速碰撞2A12铝板产生闪光辐射的空间演化规律 [J]. 发光学报, 2017, 38(7):944-952.

TANG E L, LI Z B, HAN Y F, et al.. Spatial evolutionary rules of light flash radiation generated by hypervelocity impact on 2A12 aluminum plate [J]. Chin. J. Lumin., 2017, 38(7):944-952. (in Chinese)

[6] ERNST C M , SCHULTZ P H. Early-time temperature evolution of the impact flash and beyond [J]. Lunar Planet. Sci., 2004， 35:1721-1722.

[7] BERGERON N P, HOLLERMA W A, GOEDEKE S M, et al.. Experimental evidence of triboluminescence induced by hypervelocity impact [J]. Int. J. Impact Eng., 2006(33):91-99.

[8] REINHART W D, THORNHILL T F, CHHABILDAS L C, et al.. Temperature measurement of expansion products from shock compressed materials using high-speed spectroscopy [J]. Int. J. Impact Eng., 2008(35):1745-1755.

[9] COLLERRE A, DRAKE K , MOCKER A, et al.. Time-resolved temperature measurements in hypervelocity dust impact [J]. Planet. Space Sci., 2013(89):58-62.

[10] THORNHILL T F, REINHART W D, CHHABILDAS L C, et al.. Characterization of promote flash signatures using high-speed broadband diode detectors [J]. Int. J. Impact Eng., 2008(35):1827-1835.

[11] GOEL A, LEE N ,CLOSE S. Estimation of hypervelocity impact parameters from measurements of optical flash [J]. Int. J. Impact Eng., 2015(84):54-63.

[12] SCHULTZ P H, SUGITAB S, EBERHARDYA C A, et al.. The role of ricochet impacts on impact vaporization [J]. Int. J. Impact Eng., 2006(33):771-780.

[13] ERNST C M, SCHULTZ P H. Evolution of the deep impact flash: implications for the nucleus surface based on laboratory experiments [J]. Icarus, 2007(190):334-344.

[14] SCHULTZ P H,, EBERHARDY C A, ERNST C M, et al.. The deep impact oblique impact cratering experiment [J]. Icarus, 2007(190):295-333.

[15] YANAGISAWA M, OHNISHI K, TAKAMURA Y, et al.. The first confirmed Perserd lunar impact flash [J]. Icarus, 2006(182):489-495.

[16] 张薇, 唐恩凌, 相升海, 等. 超高速碰撞2024-T4铝靶产生的闪光强度测量 [J]. 强激光与粒子束, 2011, 23(12):3412-3416.

ZHANG W, TANG E L, XIANG S H, et al.. Measurement of light flash intensity produced by hypervelocity impact of 2024-T4 aluminum target [J]. High Power Laser and Particle Beams. 2011, 23(12):3412-3416. (in Chinese)

[17] 相升海, 王迪, 唐恩凌, 等. 超高速碰撞天然白云石板产生闪光的辐射温度 [J]. 强激光与粒子束, 2015, 27(1):014003-1.

XIANG S H, WANG D， TANG E L， et al.. Radiated temperature of light flash intensity produced by hypervelocity impact on natural dolomite plate [J]. High Power Laser and Particle Beams. 2015, 27(1):014003-1. (in Chinese)

[18] TSEMBEIS K, BURCHELL M J, COLE M J. Residual temperature measurements of light flash under hypervelocity impact [J]. Int. J. Impact Eng., 2008(35):1368-1373.