CN117824842A - 一种基于双波段成像的热等离子体温度诊断系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于双波段成像的热等离子体温度诊断系统及方法，该系统包括：沿光路设置的远心镜头、双波段成像光学单元、探测器和光谱仪，以及分别与探测器和光谱仪通信连接的数据处理单元；远心镜头用于会聚热等离子体辐射产生的复合光；双波段成像光学单元用于将复合光转变成两束波长不同的单色光；探测器用于根据单色光采集对应的灰度图像；光谱仪用于根据单色光获取热等离子体中局部点的单色辐射强度；数据处理单元用于对灰度图像和单色辐射强度进行拟合，得到灰度图像的灰度值与单色辐射强度之间的对应关系，并根据对应关系得到热等离子体的温度场分布。本发明能够实时测量热等离子体的温度场分布，具有内部结构模块化等优点。
Description
技术领域
本发明涉及热等离子体温度诊断技术领域，特别是涉及一种基于双波段成像的热等离子体温度诊断系统及方法。
背景技术
热等离子体通常可由稠密气体(常压或高压)放电形成，体系中电子激发温度和粒子温度都很高并接近相等，称为近平衡态等离子体或局域热平衡等离子体。热等离子体具有高能量密度、高温、高焓、高化学活性以及气氛可控、温度梯度大等独特优势，在切割、焊接、喷涂、废弃物处理、精细/纳米粉末的合成和冶金等领域得到了广泛的应用。
等离子体的温度是评价等离子体热力学状态和研究等离子体系统能量传递过程的最重要参数之一，并且对等离子体材料制备过程中加工质量的优化具有重要意义。目前，诊断热等离子体温度的方法主要有探针诊断法和光谱诊断法两种。
探针诊断法是一种接触式的方法，它通过将探针插入等离子体中，采用能量平衡原理测量热等离子体的焓值，从而计算出等离子体的温度。这种方法的优点是实验设备简单、操作方便，广泛应用于等离子体的温度诊断。但是，这种方法也有一些缺点，例如：由于接触式探针与等离子体直接接触，会改变等离子体的温度场分布，影响测量的准确性；由于探针的材料限制，无法承受热等离子体的热负荷，容易损坏；由于探针的尺寸限制，空间分辨率较低，只能测量单点的温度，无法获得整个温度场的温度分布。
光谱诊断法是一种非接触式的方法，它通过测量等离子体发射的光谱，利用等离子体的光谱特性，计算出等离子体的温度。这种方法的优点是不会对被测的等离子体产生接触干扰，可以获得时间和空间的分布，适用于高温热等离子体的诊断。但是，这种方法实际上属于点测量方法，对于温度场分布主要通过光纤探头对热等离子体的不同位置进行多次扫描，这增加了快速获得热等离子体温度场的难度。而且，诊断出来的温度场分布并不是在同一时刻下获得的等离子体温度场。此外，无论是光谱诊断法还是探针诊断法，都无法在任一时刻确定热等离子体整体温度场的空间分布。
因此，如何找到一种非接触性、高分辨率、高速度、高准确度，能够实时地测量热等离子体的整体温度场分布的方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
本发明要解决的是传统的诊断手段无法实时获得热等离子体温度场分布的技术问题。为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于双波段成像的热等离子体温度诊断系统及方法。
第一方面，本发明实施例提供了一种基于双波段成像的热等离子体温度诊断系统，包括：沿光路设置的远心镜头、双波段成像光学单元、探测器和光谱仪，以及分别与所述探测器和所述光谱仪通信连接的数据处理单元；
所述远心镜头用于会聚热等离子体辐射产生的复合光；
所述双波段成像光学单元用于将所述复合光转变成两束波长不同的单色光；所述单色光包括第一单色光和第二单色光；
所述探测器用于根据所述单色光采集对应的灰度图像；所述灰度图像包括所述第一单色光对应的第一灰度图像和所述第二单色光对应的第二灰度图像；
所述光谱仪用于根据所述单色光获取所述热等离子体中局部点的单色辐射强度；所述单色辐射强度包括所述第一单色光对应的第一单色辐射强度和所述第二单色光对应的第二单色辐射强度，所述局部点为光纤采集位置点对应在所述热等离子体的放电空间中的成像位置点；
所述数据处理单元用于对所述灰度图像和所述单色辐射强度进行拟合，得到所述灰度图像的灰度值与所述单色辐射强度之间的对应关系，并根据所述对应关系得到所述热等离子体的温度场分布。
优选地，所述系统还包括：
光纤接口；所述探测器设置在所述远心镜头的焦平面上，所述光谱仪通过光纤连接到所述光纤接口。
优选地，所述系统还包括：
光学平台；在所述光学平台上设置有远心镜头支撑结构、双波段成像支撑结构、探测器支撑结构和光纤耦合支撑结构，以及第一遮光筒、第二遮光筒、第三遮光筒、第四遮光筒和第五遮光筒；
所述远心镜头支撑结构通过依次轴向设置的所述第一遮光筒和所述第二遮光筒与所述双波段成像支撑结构连接；
所述双波段成像支撑结构一侧通过所述第三遮光筒与所述探测器连接，另一侧通过依次轴向设置的所述第四遮光筒和所述第五遮光筒与所述光纤接口连接；
所述探测器支撑结构设置在所述探测器的底部；
所述光纤耦合支撑结构一侧通过所述第四遮光筒与所述双波段支撑结构连接，另一侧通过所述第五遮光筒与所述光纤接口连接。
优选地，所述系统还包括：
同步触发单元；所述同步触发单元包括信号发生器、光谱仪触发线和探测器触发线；所述信号发生器一端通过所述光谱仪触发线与所述光谱仪连接，另一端通过所述探测器触发线与所述探测器连接。
优选地，所述系统还包括：
所述信号发生器用于向所述光谱仪和所述探测器同时发出触发信号，以同步获取所述单色辐射强度和所述灰度图像。
优选地，所述双波段成像光学单元，包括：
沿所述双波段成像光学单元与所述光谱仪之间的光路依次设置的准直镜、第一半反射半透射型分光镜、第二半反射半透射型分光镜和第一聚焦透镜，以及沿所述双波段成像光学单元与所述探测器之间的光路依次设置的第一带通滤波片、第三半反射半透射型分光镜和第二聚焦透镜；在所述第三半反射半透射型分光镜的上方依次设置有第二带通滤波片和反射镜。
优选地，所述第一半反射半透射型分光镜、第二半反射半透射型分光镜、反射镜和第三半反射半透射型分光镜平行设置。
优选地，所述第一带通滤波片和所述第二带通滤波片垂直设置。
优选地，所述数据处理单元，包括：
线性拟合模块，用于对所述灰度图像和所述单色辐射强度进行线性拟合得到所述灰度图像的灰度值与所述单色辐射强度之间的对应关系；所述对应关系采用如下公式表示：
I＝f(G)＝k1*G+b
其中，I表示单色辐射强度，G表示灰度图像的灰度值，k1和b分别表示线性拟合得到的斜率和截距；
热等离子体温度获取模块，用于根据所述对应关系，利用相对强度比值法得到所述放电图像对应像素点位置的热等离子体温度；所述热等离子体温度采用如下公式表示：
其中，T表示热等离子体温度，λ1和λ2分别表示两束单色光的波长，G1和G2分别表示第一灰度图像的灰度值和第二灰度图像的灰度值，g1和g2分别表示两束单色光激发态的统计权重，A1和A2分别表示两束单色光的跃迁几率，E1和E2分别表示两束单色光的激发态能量，k表示玻尔兹曼常数；
温度场分布获取模块，用于根据所述热等离子体温度得到整个所述热等离子体的温度场分布；所述温度场分布采用如下公式表示：
其中，A表示整个热等离子体的温度场分布，n表示灰度图像中的像素点数量，Ti表示灰度图像中第i个像素点的温度值。
第二方面，本发明实施例提供了一种如上所述的热等离子体温度诊断系统的温度诊断方法，包括：
会聚热等离子体辐射产生的复合光；
将所述复合光转变成两束波长不同的单色光；所述单色光包括第一单色光和第二单色光；
根据所述单色光采集对应的灰度图像；所述灰度图像包括所述第一单色光对应的第一灰度图像和所述第二单色光对应的第二灰度图像；
根据所述单色光获取所述热等离子体中局部点的单色辐射强度；所述单色辐射强度包括所述第一单色光对应的第一单色辐射强度和所述第二单色光对应的第二单色辐射强度，所述局部点为光纤采集位置点对应在所述热等离子体的放电空间中的成像位置点；
对所述灰度图像和所述单色辐射强度进行拟合，得到所述灰度图像的灰度值与所述单色辐射强度之间的对应关系，并根据所述对应关系得到所述热等离子体的温度场分布。
本发明实施例一种基于双波段成像的热等离子体温度诊断系统及方法与现有技术相比，其有益效果在于：通过搭建一个新的基于双波段成像的热等离子体温度诊断系统，能够实时测量热等离子体的温度场分布，具有内部结构模块化、结构紧凑化和抗干扰能力强等优点。
附图说明
图1是本发明实施例一种基于双波段成像的热等离子体温度诊断系统的结构示意图；
图2是本发明实施例一种基于双波段成像的热等离子体温度诊断系统的结构正视图；
图3是本发明实施例一种基于双波段成像的热等离子体温度诊断系统的另一结构示意图；
图4是本发明实施例双波段成像单元的结构示意图；
图5是本发明实施例某一时刻探测器采集到的双波段感应耦合热等离子体的灰度图像；
图6是本发明实施例某一时刻的感应耦合热等离子体的温度场分布示意图；
图7是本发明实施例数据处理单元的结构示意图；
图8是本发明实施例一种基于双波段成像的热等离子体温度诊断方法的流程示意图；
图中，1、远心镜头；2、双波段成像单元；3、探测器；4、光谱仪；5、数据处理单元；6、光纤接口；7、光纤；8、光学平台；9、远心镜头支撑结构；10、双波段成像支撑结构；11、探测器支撑结构；12、光纤耦合支撑结构；13、第一遮光筒；14、第二遮光筒；15、第三遮光筒；16、第四遮光筒；17、第五遮光筒；18、信号发生器；19、光谱仪触发线；20、探测器触发线；2-1、准直镜；2-2、第一半反射半透射型分光镜；2-3、第二半反射半透射型分光镜；2-4、第一聚焦透镜；2-5、第一带通滤波片；2-6、第三半反射半透射型分光镜；2-7、第二聚焦透镜；2-8、第二带通滤波片；2-9、反射镜。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1至图3所示，本发明实施例提供了一种基于双波段成像的热等离子体温度诊断系统，包括：沿光路设置的远心镜头1、双波段成像光学单元2、探测器3和光谱仪4，以及分别与探测器3和光谱仪4通信连接的数据处理单元5。
进一步地，还包括：光纤接口6；探测器3设置在远心镜头1的焦平面上，光谱仪4通过光纤7连接到光纤接口6。
进一步地，还包括：光学平台8。考虑到系统的可调节性，本实施例采用模块化设计，在光学平台8上设置有远心镜头支撑结构9、双波段成像支撑结构10、探测器支撑结构11和光纤耦合支撑结构12，以及第一遮光筒13、第二遮光筒14、第三遮光筒15、第四遮光筒16和第五遮光筒17。
具体地，远心镜头支撑结构9通过依次轴向设置的第一遮光筒13和第二遮光筒14与双波段成像支撑结构10连接；双波段成像支撑结构10一侧通过第三遮光筒15与探测器3连接，另一侧通过依次轴向设置的第四遮光筒16和第五遮光筒17与光纤接口6连接；探测器支撑结构11设置在探测器3的底部；光纤耦合支撑结构12一侧通过第四遮光筒16与双波段支撑结构10连接，另一侧通过第五遮光筒17与光纤接口6连接。在各个支撑结构之间加入遮光筒，是为了减小视场外的杂光串扰，减小杂光对探测器的影响。其中，支撑结构和遮光筒所用材质包括但不限于钛合金和铝金属。
进一步地，还包括：同步触发单元；同步触发单元包括信号发生器18、光谱仪触发线19和探测器触发线20；信号发生器18一端通过光谱仪触发线19与光谱仪4连接，另一端通过探测器触发线20与探测器3连接。信号发生器18用于向光谱仪4和探测器3同时发出触发信号，以同步获取单色辐射强度和灰度图像。具体地，本实施例优选的信号发生器保证在0.01s内严格同步触发光谱仪和探测器。
本实施例优选的热等离子体为氩气放电的感应耦合热等离子体，放电气体流量为5L/min，鞘气流量为25L/min。射频电源频率为13.56MHz，功率为2kW。
远心镜头1用于会聚热等离子体辐射产生的复合光。可以理解的是，远心镜头1和探测器3才是一个完整的图像采集组合，成像在探测器3的感光元件上。远心镜头通过在光学系统的焦点位置放置孔径光阑，使得只有平行于光轴的光线才能被光学元件捕捉到，不会有普通镜头成像呈近大远小，减少由于镜头与物体之间距离变化而导致的成像误差。
双波段成像光学单元2用于将复合光转变成两束波长不同的单色光。具体地，单色光包括第一单色光和第二单色光。根据氩原子的特征谱线，选择第一单色光的波长为λ1＝696.5nm，第二单色光的波长为λ2＝763.5nm。
进一步地，如图4所示，双波段成像光学单元2，包括：
沿双波段成像光学单元2与光谱仪4之间的光路依次设置的准直镜2-1、第一半反射半透射型分光镜2-2、第二半反射半透射型分光镜2-3和第一聚焦透镜2-4，以及沿双波段成像光学单元2与探测器3之间的光路依次设置的第一带通滤波片2-5、第三半反射半透射型分光镜2-6和第二聚焦透镜2-7；在第三半反射半透射型分光镜2-7的上方依次设置有第二带通滤波片2-8和反射镜2-9。其中，第一半反射半透射型分光镜2-2、第二半反射半透射型分光镜2-3、反射镜2-9和第三半反射半透射型分光镜2-6平行设置，第一带通滤波片2-5和第二带通滤波片2-8垂直设置。具体地，根据氩原子的特征谱线，选择第一带通滤波片2-5的中心波长为696.5nm，第二带通滤波片2-8的中心波长为763.5nm。
需要说明的是，热等离子体辐射产生的复合光，经过准直镜2-1后照射到第一半反射半透射型分光镜2-2，并在第一半反射半透射型分光镜2-2处进行分光，分别照射到第二半反射半透射型分光镜2-3和反射镜2-9；通过第二半反射半透射型分光镜2-3的光线再次分光，一束光经过第一聚焦透镜2-4后耦合到光纤接口6，进入到光谱仪4；另外一束光经过第一带通滤波片2-5后和反射镜2-9反射的光经过第二带通滤波片2-8后，在第三半反射半透射型分光镜2-6合束，经过第二聚焦透镜2-7进入探测器3。其中，在第三半反射半透射型分光镜2-6合束的两束光有一个1～2度的小角度夹角，两束光在空间中传播的光程应相同，并保证准直镜2-1、第一聚焦透镜2-4、第二聚焦透镜2-7、第一半反射半透射型分光镜2-2、第二半反射半透射型分光镜2-3、第三半反射半透射型分光镜2-6、反射镜2-9和探测器3处于同一光轴。
探测器3用于根据单色光采集对应的灰度图像。具体地，灰度图像包括第一单色光对应的第一灰度图像和第二单色光对应的第二灰度图像。进一步地，本实施例探测器3在某一时刻采集到的双波段感应耦合热等离子体的灰度图像，具体可参见图5，左侧为第一单色光对应的第一灰度图像，右侧为第二单色光对应的第二灰度图像。可以理解的是，探测器3采集到的灰度图像也即热等离子体的放电图像。
光谱仪4用于根据单色光获取热等离子体中局部点的单色辐射强度。具体地，单色辐射强度包括第一单色光对应的第一单色辐射强度和第二单色光对应的第二单色辐射强度。其中，局部点的确定可以根据光的可逆性，对光纤位置进行标定，即可得到光纤采集位置与热等离子体的放电空间中的成像位置的对应关系，局部点即为光纤采集位置点对应在热等离子体的放电空间中的成像位置点。
数据处理单元5用于对灰度图像和单色辐射强度进行拟合，得到灰度图像的灰度值与单色辐射强度之间的对应关系，并根据对应关系得到热等离子体的温度场分布。具体地，本实施例得到的某一时刻的感应耦合热等离子体的温度场分布可参见图6。
进一步地，如图7所示，数据处理单元5包括：
线性拟合模块51，用于对灰度图像和单色辐射强度进行线性拟合得到灰度图像的灰度值与单色辐射强度之间的对应关系；对应关系采用如下公式表示：
I＝f(G)＝k1*G+b
其中，I表示单色辐射强度，G表示灰度图像的灰度值，k1和b分别表示线性拟合得到的斜率和截距；
可以理解的是，由于灰度图像包括第一灰度图像和第二灰度图像，单色辐射强度包括第一单色辐射强度和第二单色辐射强度，所以上述对应关系具体包括以下两套公式：
I1＝f1(G1)＝k11*G1+b1
I2＝f2(G2)＝k12*G2+b2
热等离子体温度获取模块52，用于根据对应关系，利用相对强度比值法得到放电图像对应像素点位置的热等离子体温度；热等离子体温度采用如下公式表示：
其中，T表示热等离子体温度，λ1和λ2分别表示两束单色光的波长，G1和G2分别表示第一灰度图像的灰度值和第二灰度图像的灰度值，g1和g2分别表示两束单色光激发态的统计权重，A1和A2分别表示两束单色光的跃迁几率，E1和E2分别表示两束单色光的激发态能量，k表示玻尔兹曼常数；
温度场分布获取模块53，用于根据热等离子体温度得到整个热等离子体的温度场分布；温度场分布采用如下公式表示：
其中，A表示整个热等离子体的温度场分布，n表示灰度图像中的像素点数量，Ti表示灰度图像中第i个像素点的温度值。
进一步地，本实施例优选的数据处理单元5为一计算机，上述数据处理单元中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。需要说明的是，本实施例数据处理单元5并不限于计算机。只要是能实现上述数据处理过程的终端设备均可。
本发明实施例一种基于双波段成像的热等离子体温度诊断系统，通过搭建一个新的基于双波段成像的热等离子体温度诊断系统，能够实时测量热等离子体的温度场分布，具有内部结构模块化、结构紧凑化和抗干扰能力强等优点。
如图8所示，基于上述热等离子体温度诊断系统，本发明实施例还提供了一种温度诊断方法，包括：
S1、会聚热等离子体辐射产生的复合光；
S2、将复合光转变成两束波长不同的单色光；
具体地，单色光包括第一单色光和第二单色光；
S3、根据单色光采集对应的灰度图像；
具体地，灰度图像包括第一单色光对应的第一灰度图像和第二单色光对应的第二灰度图像；
S4、根据单色光获取热等离子体中局部点的单色辐射强度；
具体地，单色辐射强度包括第一单色光对应的第一单色辐射强度和第二单色光对应的第二单色辐射强度，局部点为光纤采集位置点对应在热等离子体的放电空间中的成像位置点；
S5、对灰度图像和单色辐射强度进行拟合，得到灰度图像的灰度值与单色辐射强度之间的对应关系，并根据对应关系得到热等离子体的温度场分布。
需要说明的是，上述一种温度诊断方法的具体限定参见上文中对于一种基于双波段成像的热等离子体温度诊断系统的限定，二者具有相同的功能和作用，在此不再赘述。
综上所述，本发明实施例一种基于双波段成像的热等离子体温度诊断系统及方法，通过搭建一个新的基于双波段成像的热等离子体温度诊断系统，能够实时测量热等离子体的温度场分布，具有内部结构模块化、结构紧凑化和抗干扰能力强等优点。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例直接相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于方法实施例而言，由于其基本相似于系统实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。需要说明的是，上述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于双波段成像的热等离子体温度诊断系统，其特征在于，所述系统包括：沿光路设置的远心镜头、双波段成像光学单元、探测器和光谱仪，以及分别与所述探测器和所述光谱仪通信连接的数据处理单元；
所述远心镜头用于会聚热等离子体辐射产生的复合光；
所述双波段成像光学单元用于将所述复合光转变成两束波长不同的单色光；所述单色光包括第一单色光和第二单色光；
所述探测器用于根据所述单色光采集对应的灰度图像；所述灰度图像包括所述第一单色光对应的第一灰度图像和所述第二单色光对应的第二灰度图像；
所述光谱仪用于根据所述单色光获取所述热等离子体中局部点的单色辐射强度；所述单色辐射强度包括所述第一单色光对应的第一单色辐射强度和所述第二单色光对应的第二单色辐射强度，所述局部点为光纤采集位置点对应在所述热等离子体的放电空间中的成像位置点；
所述数据处理单元用于对所述灰度图像和所述单色辐射强度进行拟合，得到所述灰度图像的灰度值与所述单色辐射强度之间的对应关系，并根据所述对应关系得到所述热等离子体的温度场分布。
2.根据权利要求1所述的热等离子体温度诊断系统，其特征在于，所述系统还包括：
光纤接口；所述探测器设置在所述远心镜头的焦平面上，所述光谱仪通过光纤连接到所述光纤接口。
3.根据权利要求2所述的热等离子体温度诊断系统，其特征在于，所述系统还包括：
光学平台；在所述光学平台上设置有远心镜头支撑结构、双波段成像支撑结构、探测器支撑结构和光纤耦合支撑结构，以及第一遮光筒、第二遮光筒、第三遮光筒、第四遮光筒和第五遮光筒；
所述远心镜头支撑结构通过依次轴向设置的所述第一遮光筒和所述第二遮光筒与所述双波段成像支撑结构连接；
所述双波段成像支撑结构一侧通过所述第三遮光筒与所述探测器连接，另一侧通过依次轴向设置的所述第四遮光筒和所述第五遮光筒与所述光纤接口连接；
所述探测器支撑结构设置在所述探测器的底部；
所述光纤耦合支撑结构一侧通过所述第四遮光筒与所述双波段支撑结构连接，另一侧通过所述第五遮光筒与所述光纤接口连接。
4.根据权利要求1所述的热等离子体温度诊断系统，其特征在于，所述系统还包括：
同步触发单元；所述同步触发单元包括信号发生器、光谱仪触发线和探测器触发线；所述信号发生器一端通过所述光谱仪触发线与所述光谱仪连接，另一端通过所述探测器触发线与所述探测器连接。
5.根据权利要求4所述的热等离子体温度诊断系统，其特征在于，所述系统还包括：
所述信号发生器用于向所述光谱仪和所述探测器同时发出触发信号，以同步获取所述单色辐射强度和所述灰度图像。
6.根据权利要求1所述的热等离子体温度诊断系统，其特征在于，所述双波段成像光学单元，包括：
沿所述双波段成像光学单元与所述光谱仪之间的光路依次设置的准直镜、第一半反射半透射型分光镜、第二半反射半透射型分光镜和第一聚焦透镜，以及沿所述双波段成像光学单元与所述探测器之间的光路依次设置的第一带通滤波片、第三半反射半透射型分光镜和第二聚焦透镜；在所述第三半反射半透射型分光镜的上方依次设置有第二带通滤波片和反射镜。
7.根据权利要求6所述的热等离子体温度诊断系统，其特征在于，所述第一半反射半透射型分光镜、第二半反射半透射型分光镜、反射镜和第三半反射半透射型分光镜平行设置。
8.根据权利要求6所述的热等离子体温度诊断系统，其特征在于，所述第一带通滤波片和所述第二带通滤波片垂直设置。
9.根据权利要求1所述的热等离子体温度诊断系统，其特征在于，所述数据处理单元，包括：
线性拟合模块，用于对所述灰度图像和所述单色辐射强度进行线性拟合得到所述灰度图像的灰度值与所述单色辐射强度之间的对应关系；所述对应关系采用如下公式表示：
I＝f(G)＝k1*G+b
其中，I表示单色辐射强度，G表示灰度图像的灰度值，k1和b分别表示线性拟合得到的斜率和截距；
热等离子体温度获取模块，用于根据所述对应关系，利用相对强度比值法得到所述放电图像对应像素点位置的热等离子体温度；所述热等离子体温度采用如下公式表示：
其中，T表示热等离子体温度，λ1和λ2分别表示两束单色光的波长，G1和G2分别表示第一灰度图像的灰度值和第二灰度图像的灰度值，g1和g2分别表示两束单色光激发态的统计权重，A1和A2分别表示两束单色光的跃迁几率，E1和E2分别表示两束单色光的激发态能量，k表示玻尔兹曼常数；
温度场分布获取模块，用于根据所述热等离子体温度得到整个所述热等离子体的温度场分布；所述温度场分布采用如下公式表示：
其中，A表示整个热等离子体的温度场分布，n表示灰度图像中的像素点数量，Ti表示灰度图像中第i个像素点的温度值。
10.一种如权利要求1至9任一项所述的热等离子体温度诊断系统的温度诊断方法，其特征在于，包括：
会聚热等离子体辐射产生的复合光；
将所述复合光转变成两束波长不同的单色光；所述单色光包括第一单色光和第二单色光；
根据所述单色光采集对应的灰度图像；所述灰度图像包括所述第一单色光对应的第一灰度图像和所述第二单色光对应的第二灰度图像；
根据所述单色光获取所述热等离子体中局部点的单色辐射强度；所述单色辐射强度包括所述第一单色光对应的第一单色辐射强度和所述第二单色光对应的第二单色辐射强度，所述局部点为光纤采集位置点对应在所述热等离子体的放电空间中的成像位置点；
对所述灰度图像和所述单色辐射强度进行拟合，得到所述灰度图像的灰度值与所述单色辐射强度之间的对应关系，并根据所述对应关系得到所述热等离子体的温度场分布。
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