(U-Th)/He激光加热定年中的CCD测温

申请人在自主研制(U-Th)/He激光加热定年仪器的过程中发现，目前国内外同类仪器中使用光学高温计人工测温具有三个不利因素：1）装载定年矿物的细小铂金管(1.5×3 mm)会导致光学高温计聚焦困难；2）肉眼进行颜色对比具有主观性及误差大；3）不能实时在线测温并反馈用于自动控制激光进行控温。本项目拟采用彩色CCD进行激光加热的自动化温度测定。在样品盘斜上方安装CCD测温装置来拍摄样品盘，经过图像卡采集处理后可以在计算机上显示样品盘上各样品孔中的铂金管加热过程图像，对该图像进行处理获取加热铂金管的颜色并与实测铂金管颜色－温度建立的数据库对比就可获得激光加热的铂金管温度。该温度可以实时反馈并用于控制激光以达到加热矿物释放He的温度处于理想的恒定范围（如磷灰石600℃左右、锆石1200℃左右）。此外，该方法也可辅助激光定位样品和用于其他稀有气体激光加热过程中的测温控温，具有很好的应用前景。

(U-Th)/He激光加热定年中的测温是必须的，而使用光学高温计的传统方法存在一定弊端。本课题采用铂金管受热后的图像颜色分析法测温有效克服了传统测温方法的不利。采用笔者开发的程序对图像进行采集、高温铂金管热点区自动识别、热点区颜色分析等，可以获得铂金管受热的实时温度。这对(U-Th)/He激光加热定年有极大的作用。. 课题研究过程中获得铂金管在500-1000摄氏度之间温度和亮度之间的函数关系，这一函数也可以应用于其它需要测试铂金管温度的工作中。y=at^3+bt^2+ct+d，t为摄氏度，y为铂金管受热后颜色的亮度值，abcd为常数，a=0.000004343356202，b=- 0.011704652428287，c=10.551363063203000，d=- 2930.595597581660000。这一实际函数关系也验证了高温铂金管的颜色确实和温度之间存在对应关系，因此可以把高温铂金管的颜色作为一种测温依据。