12第十二章燃烧诊断技术

从激光器发出的相干单色光用分光板分为
两束，一束光经扩束后用来照明被摄物体 ，此称物体光（O光）；另一束光经扩束直 接照射到高分辨率的全息底片上，此称参 考光（R光）。当来自物体的散射光即物体 光在全息底片上与参考光相遇就进行位相
比较，其结果是产生干涉条纹。干涉条纹
经曝光记录在底片上，这就完整的记录了
二、全息干涉测量技术
全息术的原理是“干涉记录、衍射重现”，其 最成功、最广泛的应用之一是在干涉计量方面 。
按记录方式不同，可分为双曝光全息干涉法、 实时全息干涉法、时间平均全息干涉法（连续 曝光法）、双波长全息干涉法、多次曝光全息 干涉法、波前错位全息干涉法及多通道全息干 涉法等。最为常用的是双曝光法和实时法。
火焰颜色，由可见光波长段的火焰发光所 决定。碳氢化合物火焰的发光光谱，由燃 烧中间产物如CH、C2中间基的非连续光谱 、CO分子与O原子再结合反应所产生的连 续光谱、作为固体的炭黑粒子所发射的连 续光谱等组成。
对火焰颜色的定量计量，可采用CIE（国际 照明委员会）定义的XYZ表色系统的表色 方法。
实时全息干涉法：首先记录一张位相物体 未变化时物光波标准波面的全息图。经显 影、定影处理后，将该全息图准确复位于 光路中的原来位置。然后，用位相物体变 化后的被测试物光与参考光同时照射全息 图，使直接透过全息图的测试物光波与全 息图所再现的原始物光波相互干涉，从而 获得实时全息干涉图。依据该干涉图上条 纹的变化情况确定被测物理量。
C激A光R束S法（测泵量浦原Pu理m为p和：斯当托两克束斯频S率to为keωs激p和光ω束s的）高聚能焦 在一点，入射到被测介质中时，通过分子中的非线 性过程互相作用产生第3束类似于CARS光束的偏振 光一，共其振频 谱率 线为 ，且ωR满。足如非果线ωR性=2光ω学p-ω中s正的好相是位分匹子配的条某件 ，以那对么燃烧ωR组频分率成的分光进会行极鉴大别地。增最强后。，用通这过一对信检号测就光可 谱与已知其温度的理论光谱的比较，就可以得到燃 烧温度。通过与配置的标准浓度的光谱的比较，可 得气体组分的浓度。要执行这些反复迭代的最小二 乘法计算程序，还需要具备相当的计算能力，这就 是CARS法。
双曝光全息干涉法：将来自激光器的光束 分成两路光束，他们分别进行扩束和准直 后重新汇聚在全息干板上。其中一束穿过 被测物场，为物光束；另一束为参考光束 。参考光束与物光束相干，在全息干板上 记录下物光全息信息。全息干板经两次曝 光，每一次曝光记录一个物光波。第一次 曝光时物场是均匀的，即没有待测物场； 第二次曝光时物光穿过待测物场。
第二节 Байду номын сангаас学方法
一、声波法测温原理
声波传播时间和传播路径上的气体温度（ 假设为均匀温度分布）的关系式为：
L 1
20.05 T
二、声波温度测量在燃烧诊断中的应用
二维声波温度监测在燃烧重油的试验炉上 进行应用，检测信号经过CT重建，得到的 温度测量结果与抽气热电偶测量结果进行 对比，误差在10%以内。声波传播路径及 试验结果如图12-13所示。
第三节 数字图像处理方法
数字图像测量火焰温度主要的依据是热辐 射理论和三色法测量温度理论，包括普朗 克黑体辐射定律、维恩公式、斯蒂芬-波尔 兹曼定律和三色法测温公式等，利用BP神 经网络算法、最小二乘法和改进输入的神 经网络算法进行运算。该技术属于光学测 温技术范畴。
本章结束
被摄物体形状和位相，存储了物体景物的 三维信息系。通过干涉条纹确定温度。
三、红外辐射及颜色定量测量技术
热辐射是物体因本身的温度而以电磁波形式 向外发射能量的物理现象。
辐射测温仪按工作原理可分为“亮度测温仪 ”和“辐射比测温仪”两大类。辐射比测温 仪可分为双色和多色测温仪。
火焰辐射频谱分析方法也属于红外辐射测 温范围。火焰频谱分析试验装置由光探头 、光电转换器、放大滤波电路、A/D转换和 计算机组成。其中光电转换（光电管）和 放大滤波电路均安装在光探头内。在滤波 电路中滤除了信号的高频噪声。火焰信号 频谱估计采用通用的周期图窗函数快速 FFT法。
与自发拉曼散射不同，同一时间CARS通常 只能测量一种组分（除了N2、CO、CO2与 O2以外）。为了克服此局限性，同时测量 多组分，可用多色CARS技术。这时CARS 信号位于反斯托克斯区，要产生波混合的 各种组合，每一种需要单独的相位匹配。
在激光技术中，CARS是唯一可用于实际含 尘燃烧系统中的燃烧温度与组分浓度分布 非接触式激光诊断技术。