Abstract The following work reports a study that uses spontaneous emission spectroscopy for the evaluation of the average temperatures of the plasma shock layer and the test article surfaces subject to the hypersonic jet generated by the Plasma Wind Tunnel (PWT) facility at CIRA. Besides the qualitative information about the species of the hypersonic free stream emission generated by the SCIROCCO arcjet plasma tunnel, the most powerful PWT in the world, the main emission from the species in the shock layer can be obtained. The methodology uses the radiation emitted by the test article, in the UV–VIS-NIR (i.e. Ultraviolet–Visible-Near Infrared) spectral ranges from which the surface temperature and the emissivity values can be obtained. The camera lens connected to the spectrometer was placed in order to frame the side of a C/SiC test article flap, subject to a known PWT fluid-dynamic flow condition expressed in terms of total pressure P0, total enthalpy H0 and air mass flow rate. Finally by crossing the data obtained from the Optical Emission Spectroscopy (OES) with thermographic ones, it has been possible to estimate the surface emissivity value in the camera LWIR working ranges. A compact spectroscope, Ocean Optics USB 2000, with no moving parts and no cooling sensor has been used for the acquisitions. For the IR thermographic results a FLIR A655 SC, working in LW (Long Wavelength) IR spectral range, was used.

中文翻译：

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一种基于 VNIR (0.4-0.9 μm) 范围内的紧凑发射光谱学的新型物理方法，用于等离子体冲击层和材料温度的测定，以及大气再反射期间 VNIR - LWIR (7-14 μm) 范围内表面发射率评估的研究案例通过 PWT 设施进入

摘要 以下工作报告了一项研究，该研究使用自发发射光谱评估等离子冲击层和受 CIRA 等离子风洞 (PWT) 设施产生的高超声速射流影响的测试物品表面的平均温度。除了关于世界上最强大的 PWT 的 SCIROCCO 电弧喷射等离子体隧道产生的高超声速自由流发射种类的定性信息外，还可以获得激波层中种类的主要发射。该方法使用测试物品发出的辐射，在 UV-VIS-NIR（即紫外-可见-近红外）光谱范围内，从中可以获得表面温度和发射率值。连接到光谱仪的相机镜头被放置以框住 C/SiC 测试制品翻盖的侧面，受制于以总压力 P0、总焓 H0 和空气质量流量表示的已知 PWT 流体动力流动条件。最后，通过将从光学发射光谱 (OES) 获得的数据与热成像数据交叉，可以估计相机 LWIR 工作范围内的表面发射率值。没有移动部件和冷却传感器的紧凑型光谱仪 Ocean Optics USB 2000 已用于采集。对于红外热成像结果，使用了在 LW（长波长）红外光谱范围内工作的 FLIR A655 SC。可以估计相机长波红外工作范围内的表面发射率值。没有移动部件和冷却传感器的紧凑型光谱仪 Ocean Optics USB 2000 已用于采集。对于红外热成像结果，使用了在 LW（长波长）红外光谱范围内工作的 FLIR A655 SC。可以在相机 LWIR 工作范围内估算表面发射率值。没有移动部件和冷却传感器的紧凑型光谱仪 Ocean Optics USB 2000 已用于采集。对于红外热成像结果，使用了在 LW（长波长）红外光谱范围内工作的 FLIR A655 SC。