紋影儀實驗裝置

❶ 鈦合金材料會不會干擾電磁波

鈦合金以其密度小、比強度和比剛度高、耐腐蝕性好等優點,廣泛應用於航空工業、宇航工業、造船工業等方面。相比於其他普通焊接技術,激光焊接具有能量密度高、焊縫成形好,操作簡單、生產效率高等優點。 鈦合金材料具有較高化學活性,在高溫條件下容易與空氣中的氧、氫、氮發生反應,降低焊縫的機械性能,焊縫高溫區保護是鈦合金激光焊接要解決的關鍵問題。現有鈦合金激光焊接裝置結構復雜,保護裝置必須接近待焊試樣表面,在應用於中有其局限性。另外,根據激光焊接特點,激光焊接過程中產生飛濺與煙氣容易污染聚焦透鏡,為保護聚焦透鏡,必須採用橫向氣簾噴嘴將飛濺與煙氣吹除,現有橫向氣簾多為直管或窄縫形式,這種結構噴嘴吹出氣流速度低,不能有效吹除飛濺物,同時由於氣流噴出後形成負壓區,引起焊接區周圍空氣的擾動,將空氣捲入焊接保護氣中,影響焊接效果。 本文首先採用高速攝像等實驗方法對激光焊接過程中產生飛濺顆粒質量和運動速度進行了研究,計算吹除飛濺顆粒需要最小氣流速度接近音速,利用拉伐爾結構原理,設計超音速橫向氣簾,其噴射腔為非軸對稱拉伐爾結構。紋影實驗表明氣簾吹出氣體為平直層流,氣流影響范圍小。激光焊接實驗證明,設計超音速橫向氣簾可有效吹除飛濺粒子,實現對激光器聚焦透鏡的保護。 根據焊接傳熱學並結合高速攝像觀察激光焊接鈦合金過程,對鈦合金激光焊接高溫焊縫保護范圍進行估算,確定鈦合金保護噴嘴結構尺寸。設計鈦合金激光焊接保護噴嘴由主保護噴嘴與附加保護噴嘴構成,主保護噴嘴吹出氣體控制激光焊接過程中產生等離子體和保護焊接熔池,附加保護噴嘴吹出氣體保護焊縫高溫區域。通過紋影儀研究噴嘴不同氣體流量時氣體流態,主保護噴嘴與附加保護噴嘴保護氣體均為層流,相互之間不會發生干擾,其層流長度可達25mm。 應用所設計鈦合金焊接頭進行激光焊接實驗,實驗結果表明,使用Slab CO2激光器,激光功率為3500W,焊接速度從2m/min到6m/min變化時,噴嘴距焊接試樣10mm以下時,調整保護氣體流量均可獲得保護良好焊縫。

❷ 紋影儀原理，凸透鏡折射光路圖求解釋

紋影法增加了一個「刀口」。讓透過試驗段的投射光在刀口處成像，通過另一透鏡再投射到屏幕上，密度大的區域由於偏折大被刀口擋住，在屏幕上出現暗紋，密度小的區域由於偏折小未被擋住，在屏幕上出現亮紋。密度的不均勻造成屏幕上亮暗不均勻的紋影，測量紋影的尺寸可計算光的折偏。該法具有結構簡單、靈敏度高的優點，在空氣動力學、熱力學試驗中廣泛應用。近年來已研製出干涉紋影儀、定量紋影儀、彩色紋影儀等多種紋影儀。

❸ 風洞測試儀器的流場密度測量

風洞中常用光學儀器來顯示和測量流場，常用的是陰影儀、紋影儀和馬赫-曾德爾干涉儀（簡稱M-Z干涉儀）。 運用陰影法原理觀測透明介質不均勻度變化率的一種光學儀器。在風洞或彈道靶中，常用來觀測模型和氣體相對運動時流場密度梯度變化的位置和形態。如圖2所示,準直鏡L將點光源S的發散光變成平行光射出,經實驗段D，到達屏Q上。若D內流場密度梯度為零或密度梯度均勻,則平行光不偏折或以同一方向偏折（dεy相同），屏Q上照度均勻；若D內流場各處氣體密度變化不均勻,則通過流場各處的光線偏折也各有差異,有些光線會聚,有些光線發散，屏上便會出現明暗不同的陰影圖像，反映出流場氣流密度梯度的變化。屏上照度同流場中垂直入射光方向上密度的二階導數與至屏距離乘積的積分值成正比。如果光線在流場擾動范圍內的偏離量可忽略不計，則上述關系能作定量分析用；而一般只能作定性分析用。用陰影法原理製成的陰影儀有平行光柱式和發散光錐式兩類。點光源常採用電火花或激光脈沖光源,屏Q區放置感光膠片進行記錄或採用光學系統成象。陰影法設備簡單，圖像直觀，可獲得模型相對空氣高速運動時周圍激波和尾流中旋渦的清晰圖像；還可觀測到邊界層過渡區位置和湍流區的流動情況。


圖2 陰影法原理圖和實驗照片 通過觀測不均勻透明介質內部折射率變化，並把它轉換成記錄平面上照度變化，從而確定透明介質內部密度梯度的一種光學儀器。在風洞實驗中，紋影儀用來顯示繞經模型周圍流場的密度變化，觀測激波、膨脹波、邊界層、尾流的區域和位置。紋影儀一詞源於德語Schliere，意指透明物質內由於成分不純而出現溝紋。1859年J.-B.-L.傅科提出用刀口作光闌，檢驗光學零件的質量。1886年A.J.I.特普勒首次用光學系統觀察紋影，研究火花、爆炸等流動現象。紋影法有時也稱特普勒法。如圖3所示，光源S（通常為狹縫），成象於刀口平面K，實驗段物體經反射鏡M2和照相物鏡L成象於屏Q上。當實驗段介質均勻時,刀口平面上形成單一的光源象，屏上照度均勻。當實驗段局部區域介質密度不均勻時,通過該區域的光線產生偏折,偏折角與折射率梯度成正比。刀口平面上形成一個偏離的光源象，屏上相對應區域的照度發生變化。照度的變化與介質中垂直於刀口方向上折射率變化的一階導數沿光路的積分值成正比。根據氣體介質折射率與密度的關系可獲得介質的密度梯度。風洞實驗中，紋影儀一般用作定性流場顯示。紋影光闌採用綵帶、光柵、偏光棱鏡等可獲得彩色干涉紋影圖，可提高靈敏度並適用於定量研究。紋影儀和高速攝影、顯微技術相結合可拍攝高速和顯微紋影照片。激光光源用於紋影儀，不僅能縮短曝光時間，獲得高速瞬變的紋影圖，而且可組成全息照相系統，將實驗的時間、空間「凍結」下來，經過再現，作三維空間的定量研究。

圖3 紋影儀光路原理圖
M－Z干涉儀
利用光的相干原理確定透明介質中折射率值的一種光學儀器。 風洞實驗中可用它來測量流場局部密度變化。E.馬赫於1878年應用雅滿雙鏡雙束干涉儀研究氣體動力學現象。 曾德爾於1891年和 L.馬赫於1892年各自製成一種四鏡雙束干涉儀，這就是風洞中常用的M-Z干涉儀。如圖4所示，單色點光源1發出的光線經準直後，被分光鏡3分為參考光束(經3、4、7)和實驗光束（經3、5、7）。 實驗光束通過密度與外界不同的實驗段6時，速度發生變化,產生相位移。當它在空間同參考光束相遇時便產生干涉。實驗段密度均勻時，形成直的干涉條紋；密度不均勻時，條紋彎曲。條紋的相對位移量與折射率的變化成正比。根據干涉條紋的形狀和條紋間距, 可精確地求得實驗段相應點的折射率,並由此計算密度分布。在等熵流動情況下，只要測得氣流在滯止狀態時的參數，就可得到流場的壓力和速度分布。在等離子體的情況下，可定量測得電子密度值及其變化。M-Z干涉儀要求高質量的光學元件和精密的調整機構,技術難度大。1967年以來利用激光作光源, 使M-Z干涉儀在風洞中的應用獲得了新的生命力。

圖4 M－Z干涉儀

❹ 紋影，陰影和干涉測量流場技術的區別

在工程熱物理和流體力學領域中,應用光學顯示技術研究氣流的速度場、濃度場、溫度場是很重要的,其中使用最普遍的是紋影儀。陰影儀是利用光在被測流場中的折射率梯度正比於流場的氣流密度的基本原理進行測量的，廣泛用於觀測氣流的邊界層、燃燒、激波、氣體內的冷熱對流以及風洞或水洞流場。
基本原理及改進設計思想:
紋影法是用刀口切割光源象。由光源發出的一束平行光線,在通過氣流密度不均勻的測試段時,光線發生偏轉,位於焦點處的刀口切割光源象的程度與流場的折射。</ol>

❺ 風洞里吹的有色氣體的成分是什麼

樓主所說的有色成分不一定是氣體,因為在風洞中作動力學實驗的的有多種,在肉眼看來很多現象都很相似,我把基本的資料列在下面,你自己參考一下:

風洞中流態觀察方法大致為分兩類：第一類是示蹤方法；第二類是光學方法。

示蹤方法 在流場中添加物質，如有色液體、煙、絲線和固體粒子等，通過照相或肉眼觀察添加物隨流體運動的圖形。只要添加物足夠小，而且比重和流動介質接近，顯示出來的添加物運動的圖形就表示出氣流的運動。這是一種間接顯示法，特別適合於顯示定常流動。常用的有絲線法、煙流法、油流法、升華法、蒸汽屏法和液晶顯示法等六種：

①絲線法將絲線、羊毛等纖維粘貼在要觀察的模型表面或模型後的網格上,由絲線的運動(絲線轉動、抖動或倒轉) 可以判明氣流的方向和分離區的位置以及空間渦的位置、轉向等。圖6為一個模型實驗時機翼的絲線顯示氣體流動圖。現在又發展到用比絲線更細的尼龍絲，有時細到連肉眼都看不清。將尼龍絲用熒光染料處理後再粘在模型上。這種絲線在紫外線照射下顯示出來，並且可以拍攝下來。粘絲很細，對模型沒有影響，可同時進行測力實驗。此法稱為熒光絲線法。

②煙流法用風洞中特製煙管或模型上放出的煙流顯示氣體繞模型的流動圖形。這是一種很好的觀測方法。世界各國建設了不少煙風洞。通常是在風洞外把不易點燃的礦物油用金屬絲通電加熱而產生的煙引入風洞；也有將塗有油的不銹鋼或鎢絲放在模型前，實驗時通電將鎢絲加熱,產生細密的煙霧。為了保證煙束清晰不散,必須採用大收縮比的收縮段、穩定段或風洞入口加裝抗湍流網和採用吸振性能好的材料製造洞壁等措施，保持煙流為層流狀態。煙流法除用於觀察繞模型的流動，還可用來測量邊界層過渡點位置和研究渦流結構。圖7為模型煙流實驗中拍攝的照片。

③油流法在粘性的油中摻進適量指示劑(如炭黑)並滴入油酸，配製成糊狀液態物，均勻地塗在模型表面。實驗時通過指示劑顆粒沿流向形成的紋理結構，顯示出模型表面的流動圖形。如果油中加入少量熒光染料，則在紫外線照射下可以顯現出熒光條紋圖，稱為熒光油流圖。它可以顯示模型表面氣流流動方向、邊界層過渡點位置、氣流分離區、激波與邊界層相互干擾等流動現象。圖8為模型油流實驗照片。

④升華法將揮發性的液體或容易升華的固體噴塗在模型表面，依據塗料從模型上散失的速度與邊界層狀態有關的原理（在湍流邊界層內由於氣流的不規則運動導致該處蒸發量或升華量大於層流處）來區分邊界層狀態，確定過渡點的位置。

⑤蒸汽屏法在風洞中形成過飽和的蒸汽，在需要觀察的截面，垂直氣流方向射入一道平行光，氣流經過光面時，由於離心力的作用，旋渦內外蒸汽的含量是不同的,光的折射率因此不同,便能顯示出渦核的位置。此法多用來觀察大攻角脫體渦的位置。

⑥液晶顯示法利用液晶顏色隨溫度而改變的特性來識別層流、湍流邊界層和激波。液晶是一種油狀有機物,溫度較低時，無色透明,隨著溫度上升，便以紅、黃、綠、藍、無色的順序改變，能鑒別有微小溫差的層流和湍流邊界層流動以及激波前後的溫差。它適用於高速和超聲速流態觀察。液晶的塗法與漆類似，先稀釋，再噴塗。液晶對污物雜質敏感，噴塗時，模型表面必須干凈。

光學方法 根據光束在氣體中的折射率隨氣流密度不同而改變的原理製造出來的光學儀器，如陰影儀、紋影儀、干涉儀(見風洞測試儀器)和全息照相裝置等，都可用來觀察氣體流動圖形。這種方法不在流場中添加其他物質，不會干擾氣體流動，而且可以在短時間內採集大量的空間數據。它是一種直接顯示方法，特別適合於觀察可壓縮流動和非定常流動，如激波、尾流和邊界層過渡等。

除了以上兩大類方法外，還有一種向流場中注入能量的方法。如在低密度風洞中向氣流發射電子束，使氣體分子激發出熒光，熒光的光通量與氣流密度大小有關。根據光通量的變化，就可以顯示出氣流密度的變化，這種方法可以顯示高超聲速稀薄氣體流動的激波位置和形狀以及用於定量測量流場密度。

❻ 紋影儀和陰影儀的區別。

1. 在工程熱物理和流體力學領域中,應用光學顯示技術研究氣流的速度場、濃度場、溫度場是很重要的,其中使用最普遍的是紋影儀。陰影儀是利用光在被測流場中的折射率梯度正比於流場的氣流密度的基本原理進行測量的，廣泛用於觀測氣流的邊界層、燃燒、激波、氣體內的冷熱對流以及風洞或水洞流場。

2. 基本原理及改進設計思想:
   紋影法是用刀口切割光源象。由光源發出的一束平行光線,在通過氣流密度不均勻的測試段時,光線發生偏轉,位於焦點處的刀口切割光源象的程度與流場的折射。

❼ 怎麼檢測二氧化碳錐形瓶製取的實驗氣密性

裝置應該是大理石和鹽酸的裝置，有長頸漏斗吧！瓶口塞上塞子，有2個口，一個出氣，另一個加鹽酸的！把出氣口堵上，往長頸漏斗里加水，看水向下流不流，如果流則氣密性不好，如果不流則氣密性好！

❽ 紋影儀價格

紋影儀價格大概10000-20000，高速攝像機價格差別太大

❾ 等離子體診斷學的等離子體實驗

下文以實驗室中的等離子體為主要對象，按宏觀考察到微觀測量的順序，分等離子體照相、宏觀參量的探測、光譜分析。X射線、微波、激光、粒子測量等七個方面（超高密度高溫等離子體診斷見該條）,作一概述,並舉例說明。 等離子體有自輻射,就是說,自身能發出可見光或其他波段的電磁輻射（見等離子體輻射）。弧光燈和熒光燈是常見的例子。利用等離子體自身發射的光(紅外線、可見光、紫外線、X射線)來照相,可以得到發光區的宏觀圖像結構及其變化。例如，星體、閃電、各種人工放電。除了太陽這個等離子體之外，遙遠的天體只能給人們提供微弱的光照。而人造的等離子體，則往往發光強烈，照相設備只能承受它極小的一部分；有的還變化迅速，需要特殊設備來觀察它的瞬態過程。對於這些情況，都可以應用高速照相技術和設備，如轉鏡、轉鼓、快速電影機等光學機械型高速照相機，克爾盒等電光型或磁光型快門，以及光導纖維、微通道板、變像管等光學及光電部件，進行照相。
光學機械型的高速照相機，分幅拍攝頻率可達 108幅/秒。連續動作的掃描式高速照相機，包括變像管、像增強器和計算機圖像處理系統，廣泛使用於激波、磁約束和慣性約束、電擊穿、爆炸火球等瞬態等離子體的研究。時間分辨本領可達10-13秒。 對於等離子體自輻射較弱，不足以提供良好的「自顯示」的情況，可用傳統的外光源照射的光學顯形，其中包括利用等離子體的散射光或漫反射和透射光這兩類方法。使用透射光的紋影照相和陰影照相，廣泛用於流體運動的研究，測量密度的細致空間分布和變化，當折射率和電子數密度有關時，也可以用於測定電子數密度。照射所需的光束由普通光源或激光光源提供。 隨著現代光學、光電技術、影像對比顯示增強，計算機數據處理，特別是激光和全息術的進展，等離子體照相已發展到用自發光或外照光對等離子體的圖像構造進行實時的時空分辨、三維斷層照相及綜合再現，並實現全信息的存儲、傳輸、檢索和再現。 對一個觀測對象，通過某種光學方法（肉眼、照相、光學顯形、傳真電視等），初步確定它是等離子體並對它的形狀大小有了一個概念後，可以開始對它的各種宏觀性質，包括整體量、平均參量和各種參量的局部值進行探測。這里重點介紹等離子體的電磁性質，它常用探針進行測量。
用固體材料製成的小構件作為感測器，插入等離子體內或放在它附近，接收等離子體發射的粒子和電磁波，感受所在地點的電場和磁場，以測得等離子體的各種宏觀量及其分布與變化,這就成為一個探針,如電探針、磁（場）探針、壓強探針、熱探針或量熱器等。這些探針可統稱為有質探針。在診斷方式上，探針可以單個使用；也可以結成陣列，組合使用。進一步可以由幾種不同的探測手段，組成綜合性的診斷系統，這樣的位置固定或可移的「診斷站」在等離子體實驗室和空間活動中已有日益廣泛的用途。單項測量已發展成為多項參量的聯合診斷。
電探針（朗繆爾探針）用導體製成，它指向等離子體的前梢（也稱電極）為短圓柱、平板、小圓球或其他特殊形狀；按電極的數目分單探針、雙探針、多柵探針等。由電探針得到的電壓和電流值，通過理論分析，確定等離子體局部的電子數密度、電子溫度、電位、電流的漲落信號等。
位置和形狀固定的磁探針，應用法拉第電磁感應的原理，可測量等離子體中隨時間變化的電流、電流密度，以及等離子體的位移、磁場、壓強、電導率等。電流和磁場強度恆定的或變化很緩慢的情況，可用旋轉式磁探針進行測量。 受到外界電場或變化著的磁場的驅動，以及注入電磁波或粒子束(不一定是帶電的)的作用，等離子體中都會產生電流。
測量等離子體電流有時可用測量普通導體中的電流的辦法，即使電流通過一個已知的電阻，然後測定電阻兩端的電位差（電壓）。但由於待測的等離子體電流往往很大，可高達107安培以上,因此需用尺寸較大的低值電阻（分流器），並注意連接的形狀，以避免電流產生的磁場影響測量值。 測量等離子體電流更常用的是測量線圈，也稱磁探針。實驗室中常用的是一種短圓柱形小線圈，直徑小的不到1毫米，適當地包裝絕緣,插入等離子體內或放在它的附近。當等離子體中的電流發生變化時，在連接線圈的電迴路上可測得由於電磁感應產生的電壓信號，它和等離子體電流成正比，比例系數決定於線圈的形狀、大小、匝數、位置、迴路的連結方式，以及被測電流的分布等因素。 羅戈夫斯基(Rogowski)線圈是一種多匝的長線圈，整個線圈彎成一個直徑較大的環，套在待測等離子體的外面。測得的電壓信號和穿過環內的全部等離子體電流成正比，環外的等離子體電流不起作用。用上述這些線圈進行測量時，可測電流的變化頻率有低限及高限，並需用幅值和波形已知的脈沖電流進行校準。 光譜分析是等離子體診斷中應用最廣泛的一種方法。利用長期以來物理學和化學實驗所積累的對物質發光的光譜數據，結合理論分析，能確定等離子體的電子和離子溫度、數密度、速度分布、成分等多種物理性質。本節主要涉及等離子體的發射譜。由於激光等強光源的發展，散射譜（包括角分布）以及熒光光譜法也開始得到應用。
光譜一般是連續譜和線譜的疊加，連續譜又包括軔致輻射和復合輻射的譜（見等離子體輻射、等離子體光譜）。當等離子體溫度升高時，線譜漸漸消失，連續譜逐步變強。對氫等離子體的光譜分析，主要利用工作氣體中含有的、或不可避免地摻雜的各類基態或激發態離子和原子、分子所發射的適合的線譜和連續譜，進行測量；也可有意地引入作為診斷用的探測粒子。常用的方法，細分有下列幾種：
①特定譜線的出現、它的強度、光譜區域的分布，用於測定粒子的種類、電子溫度等；
②幾條譜線之間的強度比，測電子溫度；
③連續譜的強度，測電子溫度和數密度；
④譜線的頻移，測等離子體粒子的定向速度；
⑤譜線的輪廓、增寬、分裂，測量離子溫度、電子數密度及磁場強度等。
光譜測量是將光源發射的光用各種分光系統如光譜儀、濾光片等進行分光，得到各個波段的光譜，經過照相或光電轉換，把信號記錄下來，進行分析。可作時空分辨測量，也可將信號輸入計算機處理及存儲。
光譜分析，特別是線譜鑒別，應用於高溫等離子體診斷上的主要困難是：①對於輕元素說，高溫高電離度的稀薄等離子體發光太弱；②對於瞬變等離子體或穩態等離子體的脈動漲落，需要時空分辨；③有用的譜線往往不在可見和紫外光區而在真空紫外以至X射線區,而目前對於重元素的高次電離譜線的基本數據知識積累還很不夠，應用時有局限性。 X射線通常指波長短於100埃，即光子能量約大於 100電子伏的電磁波。隨著等離子體中電子溫度的升高,它發出的電磁輻射越來越多地落在X射線范圍內。核爆炸、慣性約束、磁約束等人造的等離子體已成為強X射線源。在自然界中,日冕的溫度約為100～250電子伏,它發射出X射線波段的連續譜和許多高次電離譜線。在天體中觀測到的遙遠的X 射線源是天文學研究的重要方面。
X射線譜一般由連續譜和線譜疊加而成。 連續譜主要來源於快電子的軔致輻射和復合輻射。線譜主要來源是較重元素原子內層(K、L和 M層)的電子躍遷輻射。產生 X射線的另一基本過程是電子在磁場中運動時產生的同步加速器輻射。
在放電形成過程中或等離子體處於不穩定狀態時，產生的X射線比等離子體穩定時強得多，這就使X射線診斷成為等離子體不穩定性研究的重要手段，並可進而作為監測、控制的一個重要環節。
在高溫聚變等離子體中，它的能量損失的重要因素是重元素雜質的輻射，因此，隨著等離子體溫度和密度的增加，X射線的測量和控制也日益重要。
X射線測量在等離子體診斷中還有下列一些用途：
①由 X射線連續譜測定電子溫度和電子能量的時空分布；
②由譜線的多普勒頻移和展寬測定雜質離子溫度和等離子體的整體運動；
③由譜線的絕對強度估計電子數密度及能量損失；
④等離子體中超熱和逃逸電子的研究；
⑤用X射線照相直接得到發射區的圖像。
在慣性約束等離子體研究方面的各種用途，見超高密度高溫等離子體診斷。
高次電離譜線的使用，是X 射線診斷的一個不斷擴展的方面。在箍縮放電中常用碳、氮、氧的高次電離譜線，如CⅣ，CⅤ，NⅢ、NⅣ、NⅤ，OⅥ、OⅦ、OⅧ等譜線來估計電子和離子溫度。溫度在千電子伏以上時,需用一些較重的雜質元素，如鐵、鈦等，它們的電離目前已高達二十多次。例如,用類氦離子FeⅩⅩⅤ,波長1.85埃的譜線，通過晶體光譜儀分光測量，由測得的譜線寬度計算磁約束等離子體的中心溫度。這樣短的波長，可以透過外部較冷的等離子體，對測量等離子體深部的溫度極為有利。研究其外圍的溫度,也可以注入某種雜質,觀察這雜質各次電離譜線出現的情況。 是測量等離子體中電子數密度常用的方法。由單一頻率發生器輸出的微波，分成兩路，一路是通過待測等離子體的探測波束，另一路是途中沒有等離子體的參考波束。兩路波束重新會合後產生干涉條紋，由此可以算出等離子體的電子數密度。
根據等離子體中電磁波的傳播理論，等離子體作為電磁波的傳播媒質，它的折射率為
，
式中ne為待測的電子數密度；nc為截止數密度，它與電磁波的頻率或波長有關，即
nc=1.2×109f2=1.1×1014λ9米-3, 式中f為微波頻率，λ為其波長（米）。當ne高達 nc時，微波會從等離子體表面反射或被吸收，而不能通過等離子體。當ne< nc時，由於上述折射率的改變，在等離子體中傳播的探測束會經受與電子數密度有關的相移。若探測束通過等離子體的程長為l,則它相對於參考波束的附加相位差為 ，
式中μ是波長λ的微波在等離子體中位置為x處的折射率。這就是兩個波束會合後產生干涉條紋的原因。原則上講，微波干涉儀可測的最高電子數密度是由截止頻率決定的。但實際上，當電子數密度增高時，由於非線性和碰撞效應逐漸增強，可測電子數密度只能達到約
，
例如，用波長為2毫米的微波， 可測電子數密度的最高值約為1.4×1019米-3。 微波干涉儀有多種。其中常用的一種是條紋干涉儀，它可由條紋干涉移動的方向正確地辨認電子數密度的變化趨勢。圖3所示的多道微波干涉儀是其發展，它可測量電子數密度在一個截面上的分布。 微波區的等離子體輻射接近於輻射平衡的熱輻射。用微波喇叭天線進行接收，測出等離子體輻射功率後，可按黑體輻射理論推算它的電子溫度。
在有磁場的等離子體中，電子繞著磁力線作迴旋運動，發出迴旋共振輻射，其強度為電子溫度和數密度的函數。在1～10特斯拉的磁場中,電子迴旋共振輻射的基波和二次諧波在毫米到亞毫米波段，需用高靈敏度探測元件，例如液氦冷卻的銻化銦，通過快速掃描技術，進行接收及頻譜分析，得到時空分辨的電子溫度數據。 激光散射，指的是激光在等離子體中的湯姆孫散射，即電磁波在自由電子上的散射，它的截面很小(6.7×10-25厘米2)，只有像激光這樣的強光才能得到可供測量的散射信號。在非相干散射情況下,散射光的強度和自由電子數密度成正比。湯姆孫散射有效應用的電子數密度范圍為1018～1024米-3，其低限由可得的散射光強度決定，高限由等離子體自輻射造成的本底光決定。常用功率為幾十兆瓦到幾百兆瓦聚焦良好的紅寶石激光 (6 943埃)或釹玻璃、釔鋁石榴石的倍頻激光。通常用瑞利散射（見光的散射）對儀器進行標定，由此可測定散射的絕對光強，並求出等離子體的電子數密度。
理論分析表明，對於接近熱平衡的等離子體，激光散射譜的強度分布為高斯型，分布曲線在峰
處的半寬度為 ，
式中k為玻耳茲曼常數，m為電子質量，с為光速，λ為入射激光的波長,θ為散射角。由測得的散射譜的半寬度Δλe可計算出電子溫度Te（圖4）。也可以進行有空間分辨的多道測量；由於使用脈沖光源，並可實現時間分辨。 在磁性等離子體中，帶電粒子由於磁場的約束，不易逃逸出去。但在等離子體內部的高溫離子中，能與外部滲透進來的低能中性原子發生電荷交換，成為高能的中性原子，這些高能中性粒子不受磁場的約束，能夠逃逸出來，可以進行測量。在局部平衡條件下，由逃逸中性原子的能譜，可以得到等離子體的離子溫度。 當等離子體尺寸逐步加大後，冷中性原子擴散到等離子體中心的幾率減小，同時，從中心向外的高能中性原子在逃逸過程中可能會重新被電離，引起外出粒子的嚴重衰減，使測量分析發生困難。補救的一個辦法是從外面注入一束與被測粒子相同的中性粒子，以增加等離子體局部的中性粒子，同時並使測得的粒子數增加，結果可比原先的准確。而且，它可以得到等離子體離子溫度的空間分布（圖6）。
等離子體診斷學 氘-氘和氘-氚等聚變反應,產生中子,其產額和能譜可供測量分析。中子產額與粒子數密度的二次方成正比。反應截面和粒子能量的關系，在幾百電子伏至幾百千電子伏之間，已有比較可靠的實驗和理論編評數據。考慮到反應粒子的速度分布和中子的角分布後，由測得中子產額可計算等離子體的離子溫度。
當等離子體處於熱平衡狀態，反應核的速度為麥克斯韋分布時，理論分析表明，中子能譜的半高全寬度與離子溫度的二次方根成正比，因而，由測量得到的中子能譜，也可以推算離子溫度。這個方法要求的測量解析度較高，因此，只適用於中子產額足夠高時的高溫聚變等離子體。 用各種帶電的或中性的粒子束射入等離子體，入射粒子被等離子體散射或碰撞電離後被磁場及電場所偏轉，不斷損失。由粒子束衰減的情況，可估算等離子體某一條弦上離子的線密度；在不同弦上進行測量，可得離子密度的空間分布。測量數據，需要對雜質的影響加以修正。
用鋰、鉀等原子束時，除求出離子線密度外，因束中的原子可能在等離子體中被激發，發射特徵譜線，利用譜線在磁場中的塞曼分裂，可推算發光區局部的磁場強度及等離子體電流的徑向分布。
用離子作探測束時,束中的離子進入等離子體後,受到磁場的作用，作曲線運動，其曲率半徑必須大於等離子體的截面半徑，這樣，離子束才能深入等離子體內部並穿出來由探測器接收。因此，常用不易受磁場偏轉的重離子束,如Tl+、Rb+、Cs+等。在離子出口處分析所得粒子的電離狀態，包括中性化及次級電離的粒子，及其數量、能量、荷質比等，就可以同時得到等離子體中的電位分布、電子密度分布及其漲落、極向磁場、電流的垂直向分布等。

❿ 什麼是襯影法 影繪法

紋影法，又稱紋影技術，包括黑、白紋影法，彩色紋影法和干涉紋影法，是用紋影儀系統進行流場顯示和測量的最常用的光學方法。紋影法首先由Toepler於1884年提出，並應用在光學玻璃折射率的檢測中。
1952年 ，Holde和Norht在紋影儀系統上使用白光的分光棱鏡 ，實現了彩色紋影成象，擴大了紋影技術的應用范圍；1962年，Bland和pelick用紋影法研究了水的壓力和溫度效應後指出，紋影法實用於水洞 的流場顯示；1974年 ，Merzkirch對可壓縮流場中的紋影技術進行了分類，把涉及到在紋影儀系統上進行的干涉紋影法的研究 ，包括光柵干涉、棱鏡干涉以及Moire條紋干涉等 ，均歸類於紋影技術 ,並得到國內同行的認可。