纹影仪实验装置

❶ 钛合金材料会不会干扰电磁波

钛合金以其密度小、比强度和比刚度高、耐腐蚀性好等优点,广泛应用于航空工业、宇航工业、造船工业等方面。相比于其他普通焊接技术,激光焊接具有能量密度高、焊缝成形好,操作简单、生产效率高等优点。 钛合金材料具有较高化学活性,在高温条件下容易与空气中的氧、氢、氮发生反应,降低焊缝的机械性能,焊缝高温区保护是钛合金激光焊接要解决的关键问题。现有钛合金激光焊接装置结构复杂,保护装置必须接近待焊试样表面,在应用于中有其局限性。另外,根据激光焊接特点,激光焊接过程中产生飞溅与烟气容易污染聚焦透镜,为保护聚焦透镜,必须采用横向气帘喷嘴将飞溅与烟气吹除,现有横向气帘多为直管或窄缝形式,这种结构喷嘴吹出气流速度低,不能有效吹除飞溅物,同时由于气流喷出后形成负压区,引起焊接区周围空气的扰动,将空气卷入焊接保护气中,影响焊接效果。 本文首先采用高速摄像等实验方法对激光焊接过程中产生飞溅颗粒质量和运动速度进行了研究,计算吹除飞溅颗粒需要最小气流速度接近音速,利用拉伐尔结构原理,设计超音速横向气帘,其喷射腔为非轴对称拉伐尔结构。纹影实验表明气帘吹出气体为平直层流,气流影响范围小。激光焊接实验证明,设计超音速横向气帘可有效吹除飞溅粒子,实现对激光器聚焦透镜的保护。 根据焊接传热学并结合高速摄像观察激光焊接钛合金过程,对钛合金激光焊接高温焊缝保护范围进行估算,确定钛合金保护喷嘴结构尺寸。设计钛合金激光焊接保护喷嘴由主保护喷嘴与附加保护喷嘴构成,主保护喷嘴吹出气体控制激光焊接过程中产生等离子体和保护焊接熔池,附加保护喷嘴吹出气体保护焊缝高温区域。通过纹影仪研究喷嘴不同气体流量时气体流态,主保护喷嘴与附加保护喷嘴保护气体均为层流,相互之间不会发生干扰,其层流长度可达25mm。 应用所设计钛合金焊接头进行激光焊接实验,实验结果表明,使用Slab CO2激光器,激光功率为3500W,焊接速度从2m/min到6m/min变化时,喷嘴距焊接试样10mm以下时,调整保护气体流量均可获得保护良好焊缝。

❷ 纹影仪原理，凸透镜折射光路图求解释

纹影法增加了一个“刀口”。让透过试验段的投射光在刀口处成像，通过另一透镜再投射到屏幕上，密度大的区域由于偏折大被刀口挡住，在屏幕上出现暗纹，密度小的区域由于偏折小未被挡住，在屏幕上出现亮纹。密度的不均匀造成屏幕上亮暗不均匀的纹影，测量纹影的尺寸可计算光的折偏。该法具有结构简单、灵敏度高的优点，在空气动力学、热力学试验中广泛应用。近年来已研制出干涉纹影仪、定量纹影仪、彩色纹影仪等多种纹影仪。

❸ 风洞测试仪器的流场密度测量

风洞中常用光学仪器来显示和测量流场，常用的是阴影仪、纹影仪和马赫-曾德尔干涉仪（简称M-Z干涉仪）。 运用阴影法原理观测透明介质不均匀度变化率的一种光学仪器。在风洞或弹道靶中，常用来观测模型和气体相对运动时流场密度梯度变化的位置和形态。如图2所示,准直镜L将点光源S的发散光变成平行光射出,经实验段D，到达屏Q上。若D内流场密度梯度为零或密度梯度均匀,则平行光不偏折或以同一方向偏折（dεy相同），屏Q上照度均匀；若D内流场各处气体密度变化不均匀,则通过流场各处的光线偏折也各有差异,有些光线会聚,有些光线发散，屏上便会出现明暗不同的阴影图像，反映出流场气流密度梯度的变化。屏上照度同流场中垂直入射光方向上密度的二阶导数与至屏距离乘积的积分值成正比。如果光线在流场扰动范围内的偏离量可忽略不计，则上述关系能作定量分析用；而一般只能作定性分析用。用阴影法原理制成的阴影仪有平行光柱式和发散光锥式两类。点光源常采用电火花或激光脉冲光源,屏Q区放置感光胶片进行记录或采用光学系统成象。阴影法设备简单，图像直观，可获得模型相对空气高速运动时周围激波和尾流中旋涡的清晰图像；还可观测到边界层过渡区位置和湍流区的流动情况。


图2 阴影法原理图和实验照片 通过观测不均匀透明介质内部折射率变化，并把它转换成记录平面上照度变化，从而确定透明介质内部密度梯度的一种光学仪器。在风洞实验中，纹影仪用来显示绕经模型周围流场的密度变化，观测激波、膨胀波、边界层、尾流的区域和位置。纹影仪一词源于德语Schliere，意指透明物质内由于成分不纯而出现沟纹。1859年J.-B.-L.傅科提出用刀口作光阑，检验光学零件的质量。1886年A.J.I.特普勒首次用光学系统观察纹影，研究火花、爆炸等流动现象。纹影法有时也称特普勒法。如图3所示，光源S（通常为狭缝），成象于刀口平面K，实验段物体经反射镜M2和照相物镜L成象于屏Q上。当实验段介质均匀时,刀口平面上形成单一的光源象，屏上照度均匀。当实验段局部区域介质密度不均匀时,通过该区域的光线产生偏折,偏折角与折射率梯度成正比。刀口平面上形成一个偏离的光源象，屏上相对应区域的照度发生变化。照度的变化与介质中垂直于刀口方向上折射率变化的一阶导数沿光路的积分值成正比。根据气体介质折射率与密度的关系可获得介质的密度梯度。风洞实验中，纹影仪一般用作定性流场显示。纹影光阑采用彩带、光栅、偏光棱镜等可获得彩色干涉纹影图，可提高灵敏度并适用于定量研究。纹影仪和高速摄影、显微技术相结合可拍摄高速和显微纹影照片。激光光源用于纹影仪，不仅能缩短曝光时间，获得高速瞬变的纹影图，而且可组成全息照相系统，将实验的时间、空间“冻结”下来，经过再现，作三维空间的定量研究。

图3 纹影仪光路原理图
M－Z干涉仪
利用光的相干原理确定透明介质中折射率值的一种光学仪器。 风洞实验中可用它来测量流场局部密度变化。E.马赫于1878年应用雅满双镜双束干涉仪研究气体动力学现象。 曾德尔于1891年和 L.马赫于1892年各自制成一种四镜双束干涉仪，这就是风洞中常用的M-Z干涉仪。如图4所示，单色点光源1发出的光线经准直后，被分光镜3分为参考光束(经3、4、7)和实验光束（经3、5、7）。 实验光束通过密度与外界不同的实验段6时，速度发生变化,产生相位移。当它在空间同参考光束相遇时便产生干涉。实验段密度均匀时，形成直的干涉条纹；密度不均匀时，条纹弯曲。条纹的相对位移量与折射率的变化成正比。根据干涉条纹的形状和条纹间距, 可精确地求得实验段相应点的折射率,并由此计算密度分布。在等熵流动情况下，只要测得气流在滞止状态时的参数，就可得到流场的压力和速度分布。在等离子体的情况下，可定量测得电子密度值及其变化。M-Z干涉仪要求高质量的光学元件和精密的调整机构,技术难度大。1967年以来利用激光作光源, 使M-Z干涉仪在风洞中的应用获得了新的生命力。

图4 M－Z干涉仪

❹ 纹影，阴影和干涉测量流场技术的区别

在工程热物理和流体力学领域中,应用光学显示技术研究气流的速度场、浓度场、温度场是很重要的,其中使用最普遍的是纹影仪。阴影仪是利用光在被测流场中的折射率梯度正比于流场的气流密度的基本原理进行测量的，广泛用于观测气流的边界层、燃烧、激波、气体内的冷热对流以及风洞或水洞流场。
基本原理及改进设计思想:
纹影法是用刀口切割光源象。由光源发出的一束平行光线,在通过气流密度不均匀的测试段时,光线发生偏转,位于焦点处的刀口切割光源象的程度与流场的折射。</ol>

❺ 风洞里吹的有色气体的成分是什么

楼主所说的有色成分不一定是气体,因为在风洞中作动力学实验的的有多种,在肉眼看来很多现象都很相似,我把基本的资料列在下面,你自己参考一下:

风洞中流态观察方法大致为分两类：第一类是示踪方法；第二类是光学方法。

示踪方法 在流场中添加物质，如有色液体、烟、丝线和固体粒子等，通过照相或肉眼观察添加物随流体运动的图形。只要添加物足够小，而且比重和流动介质接近，显示出来的添加物运动的图形就表示出气流的运动。这是一种间接显示法，特别适合于显示定常流动。常用的有丝线法、烟流法、油流法、升华法、蒸汽屏法和液晶显示法等六种：

①丝线法将丝线、羊毛等纤维粘贴在要观察的模型表面或模型后的网格上,由丝线的运动(丝线转动、抖动或倒转) 可以判明气流的方向和分离区的位置以及空间涡的位置、转向等。图6为一个模型实验时机翼的丝线显示气体流动图。现在又发展到用比丝线更细的尼龙丝，有时细到连肉眼都看不清。将尼龙丝用荧光染料处理后再粘在模型上。这种丝线在紫外线照射下显示出来，并且可以拍摄下来。粘丝很细，对模型没有影响，可同时进行测力实验。此法称为荧光丝线法。

②烟流法用风洞中特制烟管或模型上放出的烟流显示气体绕模型的流动图形。这是一种很好的观测方法。世界各国建设了不少烟风洞。通常是在风洞外把不易点燃的矿物油用金属丝通电加热而产生的烟引入风洞；也有将涂有油的不锈钢或钨丝放在模型前，实验时通电将钨丝加热,产生细密的烟雾。为了保证烟束清晰不散,必须采用大收缩比的收缩段、稳定段或风洞入口加装抗湍流网和采用吸振性能好的材料制造洞壁等措施，保持烟流为层流状态。烟流法除用于观察绕模型的流动，还可用来测量边界层过渡点位置和研究涡流结构。图7为模型烟流实验中拍摄的照片。

③油流法在粘性的油中掺进适量指示剂(如炭黑)并滴入油酸，配制成糊状液态物，均匀地涂在模型表面。实验时通过指示剂颗粒沿流向形成的纹理结构，显示出模型表面的流动图形。如果油中加入少量荧光染料，则在紫外线照射下可以显现出荧光条纹图，称为荧光油流图。它可以显示模型表面气流流动方向、边界层过渡点位置、气流分离区、激波与边界层相互干扰等流动现象。图8为模型油流实验照片。

④升华法将挥发性的液体或容易升华的固体喷涂在模型表面，依据涂料从模型上散失的速度与边界层状态有关的原理（在湍流边界层内由于气流的不规则运动导致该处蒸发量或升华量大于层流处）来区分边界层状态，确定过渡点的位置。

⑤蒸汽屏法在风洞中形成过饱和的蒸汽，在需要观察的截面，垂直气流方向射入一道平行光，气流经过光面时，由于离心力的作用，旋涡内外蒸汽的含量是不同的,光的折射率因此不同,便能显示出涡核的位置。此法多用来观察大攻角脱体涡的位置。

⑥液晶显示法利用液晶颜色随温度而改变的特性来识别层流、湍流边界层和激波。液晶是一种油状有机物,温度较低时，无色透明,随着温度上升，便以红、黄、绿、蓝、无色的顺序改变，能鉴别有微小温差的层流和湍流边界层流动以及激波前后的温差。它适用于高速和超声速流态观察。液晶的涂法与漆类似，先稀释，再喷涂。液晶对污物杂质敏感，喷涂时，模型表面必须干净。

光学方法 根据光束在气体中的折射率随气流密度不同而改变的原理制造出来的光学仪器，如阴影仪、纹影仪、干涉仪(见风洞测试仪器)和全息照相装置等，都可用来观察气体流动图形。这种方法不在流场中添加其他物质，不会干扰气体流动，而且可以在短时间内采集大量的空间数据。它是一种直接显示方法，特别适合于观察可压缩流动和非定常流动，如激波、尾流和边界层过渡等。

除了以上两大类方法外，还有一种向流场中注入能量的方法。如在低密度风洞中向气流发射电子束，使气体分子激发出荧光，荧光的光通量与气流密度大小有关。根据光通量的变化，就可以显示出气流密度的变化，这种方法可以显示高超声速稀薄气体流动的激波位置和形状以及用于定量测量流场密度。

❻ 纹影仪和阴影仪的区别。

1. 在工程热物理和流体力学领域中,应用光学显示技术研究气流的速度场、浓度场、温度场是很重要的,其中使用最普遍的是纹影仪。阴影仪是利用光在被测流场中的折射率梯度正比于流场的气流密度的基本原理进行测量的，广泛用于观测气流的边界层、燃烧、激波、气体内的冷热对流以及风洞或水洞流场。

2. 基本原理及改进设计思想:
   纹影法是用刀口切割光源象。由光源发出的一束平行光线,在通过气流密度不均匀的测试段时,光线发生偏转,位于焦点处的刀口切割光源象的程度与流场的折射。

❼ 怎么检测二氧化碳锥形瓶制取的实验气密性

装置应该是大理石和盐酸的装置，有长颈漏斗吧！瓶口塞上塞子，有2个口，一个出气，另一个加盐酸的！把出气口堵上，往长颈漏斗里加水，看水向下流不流，如果流则气密性不好，如果不流则气密性好！

❽ 纹影仪价格

纹影仪价格大概10000-20000，高速摄像机价格差别太大

❾ 等离子体诊断学的等离子体实验

下文以实验室中的等离子体为主要对象，按宏观考察到微观测量的顺序，分等离子体照相、宏观参量的探测、光谱分析。X射线、微波、激光、粒子测量等七个方面（超高密度高温等离子体诊断见该条）,作一概述,并举例说明。 等离子体有自辐射,就是说,自身能发出可见光或其他波段的电磁辐射（见等离子体辐射）。弧光灯和荧光灯是常见的例子。利用等离子体自身发射的光(红外线、可见光、紫外线、X射线)来照相,可以得到发光区的宏观图像结构及其变化。例如，星体、闪电、各种人工放电。除了太阳这个等离子体之外，遥远的天体只能给人们提供微弱的光照。而人造的等离子体，则往往发光强烈，照相设备只能承受它极小的一部分；有的还变化迅速，需要特殊设备来观察它的瞬态过程。对于这些情况，都可以应用高速照相技术和设备，如转镜、转鼓、快速电影机等光学机械型高速照相机，克尔盒等电光型或磁光型快门，以及光导纤维、微通道板、变像管等光学及光电部件，进行照相。
光学机械型的高速照相机，分幅拍摄频率可达 108幅/秒。连续动作的扫描式高速照相机，包括变像管、像增强器和计算机图像处理系统，广泛使用于激波、磁约束和惯性约束、电击穿、爆炸火球等瞬态等离子体的研究。时间分辨本领可达10-13秒。 对于等离子体自辐射较弱，不足以提供良好的“自显示”的情况，可用传统的外光源照射的光学显形，其中包括利用等离子体的散射光或漫反射和透射光这两类方法。使用透射光的纹影照相和阴影照相，广泛用于流体运动的研究，测量密度的细致空间分布和变化，当折射率和电子数密度有关时，也可以用于测定电子数密度。照射所需的光束由普通光源或激光光源提供。 随着现代光学、光电技术、影像对比显示增强，计算机数据处理，特别是激光和全息术的进展，等离子体照相已发展到用自发光或外照光对等离子体的图像构造进行实时的时空分辨、三维断层照相及综合再现，并实现全信息的存储、传输、检索和再现。 对一个观测对象，通过某种光学方法（肉眼、照相、光学显形、传真电视等），初步确定它是等离子体并对它的形状大小有了一个概念后，可以开始对它的各种宏观性质，包括整体量、平均参量和各种参量的局部值进行探测。这里重点介绍等离子体的电磁性质，它常用探针进行测量。
用固体材料制成的小构件作为传感器，插入等离子体内或放在它附近，接收等离子体发射的粒子和电磁波，感受所在地点的电场和磁场，以测得等离子体的各种宏观量及其分布与变化,这就成为一个探针,如电探针、磁（场）探针、压强探针、热探针或量热器等。这些探针可统称为有质探针。在诊断方式上，探针可以单个使用；也可以结成阵列，组合使用。进一步可以由几种不同的探测手段，组成综合性的诊断系统，这样的位置固定或可移的“诊断站”在等离子体实验室和空间活动中已有日益广泛的用途。单项测量已发展成为多项参量的联合诊断。
电探针（朗缪尔探针）用导体制成，它指向等离子体的前梢（也称电极）为短圆柱、平板、小圆球或其他特殊形状；按电极的数目分单探针、双探针、多栅探针等。由电探针得到的电压和电流值，通过理论分析，确定等离子体局部的电子数密度、电子温度、电位、电流的涨落信号等。
位置和形状固定的磁探针，应用法拉第电磁感应的原理，可测量等离子体中随时间变化的电流、电流密度，以及等离子体的位移、磁场、压强、电导率等。电流和磁场强度恒定的或变化很缓慢的情况，可用旋转式磁探针进行测量。 受到外界电场或变化着的磁场的驱动，以及注入电磁波或粒子束(不一定是带电的)的作用，等离子体中都会产生电流。
测量等离子体电流有时可用测量普通导体中的电流的办法，即使电流通过一个已知的电阻，然后测定电阻两端的电位差（电压）。但由于待测的等离子体电流往往很大，可高达107安培以上,因此需用尺寸较大的低值电阻（分流器），并注意连接的形状，以避免电流产生的磁场影响测量值。 测量等离子体电流更常用的是测量线圈，也称磁探针。实验室中常用的是一种短圆柱形小线圈，直径小的不到1毫米，适当地包装绝缘,插入等离子体内或放在它的附近。当等离子体中的电流发生变化时，在连接线圈的电回路上可测得由于电磁感应产生的电压信号，它和等离子体电流成正比，比例系数决定于线圈的形状、大小、匝数、位置、回路的连结方式，以及被测电流的分布等因素。 罗戈夫斯基(Rogowski)线圈是一种多匝的长线圈，整个线圈弯成一个直径较大的环，套在待测等离子体的外面。测得的电压信号和穿过环内的全部等离子体电流成正比，环外的等离子体电流不起作用。用上述这些线圈进行测量时，可测电流的变化频率有低限及高限，并需用幅值和波形已知的脉冲电流进行校准。 光谱分析是等离子体诊断中应用最广泛的一种方法。利用长期以来物理学和化学实验所积累的对物质发光的光谱数据，结合理论分析，能确定等离子体的电子和离子温度、数密度、速度分布、成分等多种物理性质。本节主要涉及等离子体的发射谱。由于激光等强光源的发展，散射谱（包括角分布）以及荧光光谱法也开始得到应用。
光谱一般是连续谱和线谱的叠加，连续谱又包括轫致辐射和复合辐射的谱（见等离子体辐射、等离子体光谱）。当等离子体温度升高时，线谱渐渐消失，连续谱逐步变强。对氢等离子体的光谱分析，主要利用工作气体中含有的、或不可避免地掺杂的各类基态或激发态离子和原子、分子所发射的适合的线谱和连续谱，进行测量；也可有意地引入作为诊断用的探测粒子。常用的方法，细分有下列几种：
①特定谱线的出现、它的强度、光谱区域的分布，用于测定粒子的种类、电子温度等；
②几条谱线之间的强度比，测电子温度；
③连续谱的强度，测电子温度和数密度；
④谱线的频移，测等离子体粒子的定向速度；
⑤谱线的轮廓、增宽、分裂，测量离子温度、电子数密度及磁场强度等。
光谱测量是将光源发射的光用各种分光系统如光谱仪、滤光片等进行分光，得到各个波段的光谱，经过照相或光电转换，把信号记录下来，进行分析。可作时空分辨测量，也可将信号输入计算机处理及存储。
光谱分析，特别是线谱鉴别，应用于高温等离子体诊断上的主要困难是：①对于轻元素说，高温高电离度的稀薄等离子体发光太弱；②对于瞬变等离子体或稳态等离子体的脉动涨落，需要时空分辨；③有用的谱线往往不在可见和紫外光区而在真空紫外以至X射线区,而目前对于重元素的高次电离谱线的基本数据知识积累还很不够，应用时有局限性。 X射线通常指波长短于100埃，即光子能量约大于 100电子伏的电磁波。随着等离子体中电子温度的升高,它发出的电磁辐射越来越多地落在X射线范围内。核爆炸、惯性约束、磁约束等人造的等离子体已成为强X射线源。在自然界中,日冕的温度约为100～250电子伏,它发射出X射线波段的连续谱和许多高次电离谱线。在天体中观测到的遥远的X 射线源是天文学研究的重要方面。
X射线谱一般由连续谱和线谱叠加而成。 连续谱主要来源于快电子的轫致辐射和复合辐射。线谱主要来源是较重元素原子内层(K、L和 M层)的电子跃迁辐射。产生 X射线的另一基本过程是电子在磁场中运动时产生的同步加速器辐射。
在放电形成过程中或等离子体处于不稳定状态时，产生的X射线比等离子体稳定时强得多，这就使X射线诊断成为等离子体不稳定性研究的重要手段，并可进而作为监测、控制的一个重要环节。
在高温聚变等离子体中，它的能量损失的重要因素是重元素杂质的辐射，因此，随着等离子体温度和密度的增加，X射线的测量和控制也日益重要。
X射线测量在等离子体诊断中还有下列一些用途：
①由 X射线连续谱测定电子温度和电子能量的时空分布；
②由谱线的多普勒频移和展宽测定杂质离子温度和等离子体的整体运动；
③由谱线的绝对强度估计电子数密度及能量损失；
④等离子体中超热和逃逸电子的研究；
⑤用X射线照相直接得到发射区的图像。
在惯性约束等离子体研究方面的各种用途，见超高密度高温等离子体诊断。
高次电离谱线的使用，是X 射线诊断的一个不断扩展的方面。在箍缩放电中常用碳、氮、氧的高次电离谱线，如CⅣ，CⅤ，NⅢ、NⅣ、NⅤ，OⅥ、OⅦ、OⅧ等谱线来估计电子和离子温度。温度在千电子伏以上时,需用一些较重的杂质元素，如铁、钛等，它们的电离目前已高达二十多次。例如,用类氦离子FeⅩⅩⅤ,波长1.85埃的谱线，通过晶体光谱仪分光测量，由测得的谱线宽度计算磁约束等离子体的中心温度。这样短的波长，可以透过外部较冷的等离子体，对测量等离子体深部的温度极为有利。研究其外围的温度,也可以注入某种杂质,观察这杂质各次电离谱线出现的情况。 是测量等离子体中电子数密度常用的方法。由单一频率发生器输出的微波，分成两路，一路是通过待测等离子体的探测波束，另一路是途中没有等离子体的参考波束。两路波束重新会合后产生干涉条纹，由此可以算出等离子体的电子数密度。
根据等离子体中电磁波的传播理论，等离子体作为电磁波的传播媒质，它的折射率为
，
式中ne为待测的电子数密度；nc为截止数密度，它与电磁波的频率或波长有关，即
nc=1.2×109f2=1.1×1014λ9米-3, 式中f为微波频率，λ为其波长（米）。当ne高达 nc时，微波会从等离子体表面反射或被吸收，而不能通过等离子体。当ne< nc时，由于上述折射率的改变，在等离子体中传播的探测束会经受与电子数密度有关的相移。若探测束通过等离子体的程长为l,则它相对于参考波束的附加相位差为 ，
式中μ是波长λ的微波在等离子体中位置为x处的折射率。这就是两个波束会合后产生干涉条纹的原因。原则上讲，微波干涉仪可测的最高电子数密度是由截止频率决定的。但实际上，当电子数密度增高时，由于非线性和碰撞效应逐渐增强，可测电子数密度只能达到约
，
例如，用波长为2毫米的微波， 可测电子数密度的最高值约为1.4×1019米-3。 微波干涉仪有多种。其中常用的一种是条纹干涉仪，它可由条纹干涉移动的方向正确地辨认电子数密度的变化趋势。图3所示的多道微波干涉仪是其发展，它可测量电子数密度在一个截面上的分布。 微波区的等离子体辐射接近于辐射平衡的热辐射。用微波喇叭天线进行接收，测出等离子体辐射功率后，可按黑体辐射理论推算它的电子温度。
在有磁场的等离子体中，电子绕着磁力线作回旋运动，发出回旋共振辐射，其强度为电子温度和数密度的函数。在1～10特斯拉的磁场中,电子回旋共振辐射的基波和二次谐波在毫米到亚毫米波段，需用高灵敏度探测元件，例如液氦冷却的锑化铟，通过快速扫描技术，进行接收及频谱分析，得到时空分辨的电子温度数据。 激光散射，指的是激光在等离子体中的汤姆孙散射，即电磁波在自由电子上的散射，它的截面很小(6.7×10-25厘米2)，只有像激光这样的强光才能得到可供测量的散射信号。在非相干散射情况下,散射光的强度和自由电子数密度成正比。汤姆孙散射有效应用的电子数密度范围为1018～1024米-3，其低限由可得的散射光强度决定，高限由等离子体自辐射造成的本底光决定。常用功率为几十兆瓦到几百兆瓦聚焦良好的红宝石激光 (6 943埃)或钕玻璃、钇铝石榴石的倍频激光。通常用瑞利散射（见光的散射）对仪器进行标定，由此可测定散射的绝对光强，并求出等离子体的电子数密度。
理论分析表明，对于接近热平衡的等离子体，激光散射谱的强度分布为高斯型，分布曲线在峰
处的半宽度为 ，
式中k为玻耳兹曼常数，m为电子质量，с为光速，λ为入射激光的波长,θ为散射角。由测得的散射谱的半宽度Δλe可计算出电子温度Te（图4）。也可以进行有空间分辨的多道测量；由于使用脉冲光源，并可实现时间分辨。 在磁性等离子体中，带电粒子由于磁场的约束，不易逃逸出去。但在等离子体内部的高温离子中，能与外部渗透进来的低能中性原子发生电荷交换，成为高能的中性原子，这些高能中性粒子不受磁场的约束，能够逃逸出来，可以进行测量。在局部平衡条件下，由逃逸中性原子的能谱，可以得到等离子体的离子温度。 当等离子体尺寸逐步加大后，冷中性原子扩散到等离子体中心的几率减小，同时，从中心向外的高能中性原子在逃逸过程中可能会重新被电离，引起外出粒子的严重衰减，使测量分析发生困难。补救的一个办法是从外面注入一束与被测粒子相同的中性粒子，以增加等离子体局部的中性粒子，同时并使测得的粒子数增加，结果可比原先的准确。而且，它可以得到等离子体离子温度的空间分布（图6）。
等离子体诊断学 氘-氘和氘-氚等聚变反应,产生中子,其产额和能谱可供测量分析。中子产额与粒子数密度的二次方成正比。反应截面和粒子能量的关系，在几百电子伏至几百千电子伏之间，已有比较可靠的实验和理论编评数据。考虑到反应粒子的速度分布和中子的角分布后，由测得中子产额可计算等离子体的离子温度。
当等离子体处于热平衡状态，反应核的速度为麦克斯韦分布时，理论分析表明，中子能谱的半高全宽度与离子温度的二次方根成正比，因而，由测量得到的中子能谱，也可以推算离子温度。这个方法要求的测量分辨率较高，因此，只适用于中子产额足够高时的高温聚变等离子体。 用各种带电的或中性的粒子束射入等离子体，入射粒子被等离子体散射或碰撞电离后被磁场及电场所偏转，不断损失。由粒子束衰减的情况，可估算等离子体某一条弦上离子的线密度；在不同弦上进行测量，可得离子密度的空间分布。测量数据，需要对杂质的影响加以修正。
用锂、钾等原子束时，除求出离子线密度外，因束中的原子可能在等离子体中被激发，发射特征谱线，利用谱线在磁场中的塞曼分裂，可推算发光区局部的磁场强度及等离子体电流的径向分布。
用离子作探测束时,束中的离子进入等离子体后,受到磁场的作用，作曲线运动，其曲率半径必须大于等离子体的截面半径，这样，离子束才能深入等离子体内部并穿出来由探测器接收。因此，常用不易受磁场偏转的重离子束,如Tl+、Rb+、Cs+等。在离子出口处分析所得粒子的电离状态，包括中性化及次级电离的粒子，及其数量、能量、荷质比等，就可以同时得到等离子体中的电位分布、电子密度分布及其涨落、极向磁场、电流的垂直向分布等。

❿ 什么是衬影法 影绘法

纹影法，又称纹影技术，包括黑、白纹影法，彩色纹影法和干涉纹影法，是用纹影仪系统进行流场显示和测量的最常用的光学方法。纹影法首先由Toepler于1884年提出，并应用在光学玻璃折射率的检测中。
1952年 ，Holde和Norht在纹影仪系统上使用白光的分光棱镜 ，实现了彩色纹影成象，扩大了纹影技术的应用范围；1962年，Bland和pelick用纹影法研究了水的压力和温度效应后指出，纹影法实用于水洞 的流场显示；1974年 ，Merzkirch对可压缩流场中的纹影技术进行了分类，把涉及到在纹影仪系统上进行的干涉纹影法的研究 ，包括光栅干涉、棱镜干涉以及Moire条纹干涉等 ，均归类于纹影技术 ,并得到国内同行的认可。