2.1.4　其他燃料火焰光谱特性分析

遥感探测识别的基础是研究目标的光谱特征。为深入分析油池火焰光谱特征，探索了在紫外线、可见光及近红外波段范围内油池火焰与其他燃料火焰光谱的差异，并对其他燃料火焰光谱特征进行简要分析。

许凌飞^［54］对炉口火焰光谱进行了分析测试研究，结果表明炉口火焰光谱存在特征元素的发射波段。火焰光谱可看作由特征元素离散谱线及连续谱线组成，连续谱线认为是灰体发出的连续谱段。蔡小舒等^［55］对煤粉火焰光谱进行了测试分析，表明煤粉火焰光谱为连续光谱，与灰体辐射类似，煤粉燃烧产生的大量焦炭粒子、飞灰及煤炭颗粒等固体物质在高温环境下产生连续的发射光谱。研究表明，燃料燃烧产生的烟尘颗粒物具有较大的辐射强度，在火焰的辐射中起主导作用。

本研究测试分析得到的各种油品及混合油品池火焰光谱同样可看作由特征元素的离散谱线及连续谱线组成，与许凌飞^［54］对炉口火焰光谱分析研究的结论相符。油料池火焰离散的特征谱线包括在紫外线及可见光波段内自由基的发射谱线，以及波长在近红外810nm附近H₂O产生的特征发射峰；连续谱线主要特征表现为油料不完全燃烧产生的炭黑颗粒的连续辐射，与煤粉火焰光谱类似，表现为灰体辐射特征。

蔡小舒等^［55］对多种可燃物火焰光谱进行了分析测试研究，研究结果如图2.8所示。从图2.8中可以看出，柴油、丁烷及蜡烛在940nm处存在H₂O特征吸收峰，在其他波段处无特征发射或吸收峰，谱线连续平滑；木条、纸张、煤、木炭在760nm处存在特征发射峰。对比图2.8中其他燃料的火焰光谱，本研究测得的油料池火焰光谱存在微弱差异，表现在810nm附近H₂O的发射峰，但H₂O的发射强度较弱。而油料池火焰在整个波段范围内的谱线同样较连续平滑，与图2.8中其他可燃物的火焰光谱特征相似。

图2.8　其他燃料火焰光谱

通过研究多种油料池火焰光谱特征，并与其他燃料火焰光谱特征进行对比，结果表明，油料池火焰光谱在紫外线及可见光波段范围内强度很低，燃烧过程中产生的特征元素，例如自由基及分子等的发射强度不明显，火焰燃烧产物的离散光谱主要特征是810nm附近H₂O的特征发射峰，但烃类燃料燃烧都可产生H₂O，难以通过该特征对油料池火焰光谱和其他燃料火焰光谱进行有效区分。但油料池火焰光谱在700nm后的强度逐渐增大，不完全燃烧产生的炭黑颗粒的连续光谱强度较强，因此可基于该波段范围内的光谱信息对高温火焰进行探测识别。