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第十二章燃烧诊断技术

第十二章燃烧诊断技术

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。
基于数字图像处理技术的温度测量系统主 要有火焰图像获取系统和图像采集处理系 统两部分组成。其中图像获取系统包括彩 色CCD摄像机;图像采集处理系统主要是 由一台包括图像采集卡和专用图像测温软 件的多媒体计算机构成。
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
第一节 光学方法
激光测量技术、全息干涉测量技术、红外 辐射及颜色定量测量技术和基于CCD的三 基色测量技术。
一、激光测量技术
激光的特点 激光测量技术可分为三种方法:激光诱导
荧光法(LIF)、自发拉曼散射法(SRS) 和相干反斯托克斯光谱法(CARS)。
LIF通过高能量的脉冲激光器激发标志分子 的荧光,应用强度开启CCD相机,通过适 当选择标志分子,可以获得流体定量参数 的二维图形。根据图形得到有关标志分子 浓度的定性测量和随时间变化的扰动,来 研究燃烧过程。

内燃机故障诊断

内燃机故障诊断

石家庄铁道大学机械工程学院机械故障诊断与维修课程论文内燃机故障诊断摘要故障诊断:利用各种检查和测试方法,发现系统和设备是否存在故障的过程是故障检测;而进一步确定故障所在大致部位的过程是故障定位。

故障检测和故障定位同属网络生存性范畴。

要求把故障定位到实施修理时可更换的产品层次(可更换单位)的过程成为故障隔离。

故障诊断就是指故障检测和故障隔离的过程。

关键词:内燃机智能故障诊断第一章绪论1.1内燃机内燃机是将液体或气体燃料与空气混合后,直接输入汽缸内部的高压燃烧室燃烧爆发产生动力。

这也是将热能转化为机械能的一种热机。

内燃机具有体积小、质量小、便于移动、热效率高、起动性能好的特点。

但是内燃机一般使用石油燃料,同时排出的废气中含有害气体的成分较高。

内燃机,是一种动力机械,它是通过使燃料在机器内部燃烧,并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。

广义上的内燃机不仅包括往复活塞式内燃机、旋转活塞式发动机和自由活塞式发动机,也包括旋转叶轮式的燃气轮机、喷气式发动机等,但通常所说的内燃机是指活塞式内燃机。

活塞式内燃机以往复活塞式最为普遍。

活塞式内燃机将燃料和空气混合,在其气缸内燃烧,释放出的热能使气缸内产生高温高压的燃气。

燃气膨胀推动活塞作功,再通过曲柄连杆机构或其他机构将机械功输出,驱动从动机械工作。

常见的有柴油机和汽油机,通过将内能转化为机械能,是通过做功改变内能。

1.2故障诊断故障诊断技术的产生和发展为提高设备系统的可靠性和可维修性开辟了一条新的的途径。

状态检测与故障诊断是以可靠性理论、信息论、控制论、和系统论为理论基础,以现代测量仪器和计算机为工具,结合各种诊断对象的特殊规律逐步形成的一门新技术,它是一门综合性技术,涉及传感及测试技术、电子学、信号处理、识别理论、计算机技术以及人工只能专家系统等多门基础科学,是对这些基础理论的综合应用。

设备状态检测与故障诊断是以多学科为依托,自成体系,发展十分迅速,取得了较大的经济和社会效益。

燃气轮机运行与维修技术分析

燃气轮机运行与维修技术分析

燃气轮机运行与维修技术分析[摘要]燃气轮机实际运行过程,往往极易有故障问题产生,为能够确保燃气轮机可始终维持安全稳定的运行状态,则积极落实运行优化及其维修技术各项工作较为关键。

鉴于此,本文主要探讨燃气轮机运行及其维修技术,仅供业内相关人士参考。

[关键词]燃气轮机;维修技术;运行;前言:伴随工业化持续快速发展,燃气轮机实际应用范围逐步扩大,对其总体的运行安全及稳定性也提出更高要求。

因而,对燃气轮机运行及其维修技术开展综合分析较为必要。

1、关于燃气轮机的运行及其维修现状燃气轮机当前的检修工作,通常是以计划性的检修方法为主,侧重于对于热通道各个部件具体运行情况、燃烧室具体状态方面检查维修。

实践中,技术员需全面掌握等效开启次数和运行时间各项参数,才可将检修周期具体明确下来。

因燃烧室处于正常运行状态下呈较高温度,故维修重点多数放到燃料喷嘴、过渡段、火焰筒、旋流装置方面,以周期性的检查维修为主要模式,将运行过程潜在隐患排除。

针对护环、透平静及动叶片,这些都是热通道的部件检测维修重点部分,防止脱离、锈蚀各种问题出现[1]。

针对各种故障能及时开展处理工作,实施综合性的预防工作。

整机检修是燃气轮机一种常用检测维修方式,往往包含着透平部件、压气装置、燃烧室等。

维修工作周期长,且工作量大,所需投入维修方面成本较高。

但因维修过程当中需要依赖于主机生产制造企业,致使维修工作欠缺灵活性,检修工作与企业生产无法同步。

对此,应当积极落点燃气轮机的运行优化各项工作,并能够积极落实维修技术相关工作,便于达到更高的维修成效。

2、燃气轮机的运行优化策略及其维修技术2.1运行优化一是,确保燃气轮机当中压气装置所吸入空气总体质量得到提升。

压气装置当中所进入空气如果所含杂质过多,则会致使燃气轮机的叶片磨损。

所以,可加设空气过滤装置,对空气起到净化作用,确保压气装置所吸入空气实际质量得以提升。

对滤芯实施严格检查及更换处理工作。

空气流量维持平稳状态,不可出现过低穷苦,以免压缩装置有喘振情况出现;二是,对燃料内部杂质予以严格把控,以免杂质燃烧后,燃烧室内部喷嘴磨损,满足要求条件下,可注重燃料的合理优选,确保燃料燃烧之后的杂质不会对设备造成严重影响[2];三是,对设备实际启动次数予以合理把控。

《燃烧诊断技术》课件

《燃烧诊断技术》课件

燃烧诊断技术的前景展望
随着科学技术的不断进步,燃烧诊断技术将会在更多领域得到应用,为能源利用和环境保护提供更好的解决方 案。
传感器技术的发展,引入了红外线、激
光等先进技术用于燃烧诊断。
3
21 世纪以来
燃烧诊断技术不断创新,应用广泛,涵 盖了多种燃烧设备和燃料类型。
燃烧诊断技术的分类和原理
光学技术
利用光的特性,如红外线、紫外线等,对燃烧过程进行监测和诊断。
电子技术
通过电子传感器和数据采集系统,测量和分析燃烧产物的参数。
化学分析技术
应用化学分析方法,如质谱、光谱等,检测和诊断燃烧过程中的化学变化。
燃烧诊断技术的应用案例
电力行业
通过燃烧诊断技术对电厂的燃烧 设备进行优化,提高能源利用效 率。
汽车工业
利用燃烧诊断技术研究汽车发动 机的燃烧过程,提高燃烧效率和 减少尾气排放。
工业炉窑
通过燃烧诊断技术对工业炉窑的 燃烧过程进行监测和控制,实现 高效、环保的生产。
传统燃烧诊断技术的缺陷以及 现代燃烧诊断技术的优势
传统燃烧诊断技术存在着设备复杂、操作繁琐、数据处理困难等问题。而现 代燃烧诊断技术采用先进的传感器和数据处理技术,具有高效、精确、实时 等优势。
燃烧诊断技术的发展历程
1
20世纪50年代
传统燃烧诊断技术的初步研究,使用简
20世纪80年代2单的仪器和方法进行燃烧产物的分析。
《燃烧诊断技术》PPT课 件
燃烧诊断技术是一项重要的技术领域,通过测量和分析燃烧产物,帮助我们 深入了解和改进燃烧过程。
燃烧诊断技术的定义
燃烧诊断技术是一种用于研究和评估燃烧过程的方法和技术,通过测量和分 析燃烧产物和参数,提供关于燃烧过程特性和性能的信息。

波长扫描直接吸收光谱法燃烧诊断技术适用情况讨论

波长扫描直接吸收光谱法燃烧诊断技术适用情况讨论

波长扫描直接吸收光谱法燃烧诊断技术适用情况讨论杨斌;潘科玮;杨荟楠;黄斌;刘佩进【摘要】针对波长扫描直接吸收光谱法(SDAS)在燃烧诊断应用中受温度与压强等参数影响的问题,采用光谱仿真计算讨论该方法的适用情况,以常用的 H2 O 分子7185.597 cm-1谱线为例,基于HITRAN 光谱数据库,对不同温度和压强下分子吸收光谱影响因素进行分析.根据目前二极管激光器调制范围一般在2 cm-1以内,得到了燃烧诊断应用中 SDAS 技术适用的一般原则,并对适用范围的拓展提出了建议.%For understanding the influences of temperature and pressure on combustion diagnostics by the scanned-wavelength direct absorption spectroscopy (SDAS),the molecular absorption spectrum simulation method was used to discuss the application conditions.Based on HITRAN database,taking 7 185.597 cm-1 water-vapor line as an example,the influence factors were analyzed at different temperature and pressure.Considering the modulation range of diode laser is about 2 cm-1 at present,the application criterions of SDAS for combustion diagnostics were discussed and summarized,and the suggestions which broaden the application range were presented.【期刊名称】《上海理工大学学报》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】5页(P445-449)【关键词】可调谐二极管激光器吸收光谱技术;波长扫描法;波长扫描直接吸收光谱法;燃烧诊断【作者】杨斌;潘科玮;杨荟楠;黄斌;刘佩进【作者单位】上海理工大学上海市动力工程多相流动与传热重点实验室,上海200093; 西北工业大学燃烧、热结构与内流场重点实验室,西安 710072;上海航天动力技术研究所,上海 201109;上海理工大学上海市动力工程多相流动与传热重点实验室,上海 200093;西北工业大学燃烧、热结构与内流场重点实验室,西安 710072;西北工业大学燃烧、热结构与内流场重点实验室,西安 710072【正文语种】中文【中图分类】TK31燃烧诊断技术是揭示燃烧机理和认识燃烧过程的重要工具之一[1-3].可调谐二极管激光器吸收光谱技术(tunable diode laser absorption spectroscopy, TDLAS)对于碳氢燃料燃烧环境下的气体参数测量极具优势,可实现诸如温度、组分浓度、速度及流量等多参数在线测量,并且具有高灵敏度、高光谱分辨率、快时间响应、高可靠性及非接触等特点[4-5].由于系统实现和处理方法简单,波长扫描直接吸收光谱法(scanned-wavelength direct absorption spectroscopy, SDAS)是TDLAS技术应用最为广泛的技术之一[6-9].但是,在燃烧诊断应用中,由于分子吸收光谱峰值、线宽等参数受到温度、压强等参数影响,要获得准确、完整的吸收光谱,对波长扫描范围有一定要求,然而目前TDLAS技术广泛采用的通信用二极管激光器调制范围一般在2 cm-1以内,因此, SDAS方法具有一定的局限性.但其具体适用范围并未见有文献讨论,因此,本文以常用的H2 O分子7 185.597 cm-1谱线为例,基于HITRAN 光谱数据库,编写分子吸收光谱仿真程序,开展不同温度、压强下分子吸收光谱影响因素分析.根据目前二极管激光器调制范围一般在2 cm-1以内,讨论燃烧诊断应用中SDAS技术适用情况,以此为TDLAS技术燃烧诊断应用提供参考.TDLAS技术是将激光波长调制到特定组分吸收频域,通过测量激光束经待测区域内某一特定波长范围内的衰减程度,实现气态流场参数测量的一种燃烧诊断技术,其基本原理为Beer-Lambert定律.如图1所示,半导体激光器产生激光,光强为I 0,激光通过待测气体后由光电探测器接收,透射光强为I t,激光频率为v,单位为cm-1.当激光频率v与气体吸收组分跃迁频率相同时,激光能量被吸收.定义传播分数T v,入射光强与透射光强满足Beer-Lambert定律.式中,k v为光谱吸收系数;L为激光光程;(k v L)为光谱吸收率αv;p为压强;X abs为吸收组分摩尔浓度;Φ为线型函数(在燃烧场条件下通常采用Voigt线型函数描述);S(T)为谱线强度,是温度T的函数.式中,h为Planck常数;c为真空中光速;k为Boltzmann常数;E″为低能级能量;T 0为参考温度; v 0为谱线中心频率;Q(T)为吸收组分配分函数.为了深入理解分子吸收光谱与温度、压强等参数的关系,有必要对分子吸收光谱开展系统的理论分析,分子吸收光谱仿真计算必可不少.本文基于HITRAN数据库,编写分子吸收光谱仿真程序,开展分子吸收光谱影响参数分析.HITRAN光谱数据库是由空军剑桥研究实验室(Air Force Cambridge Research Laboratories,AFCRL)在20世纪60年代针对大气分子跃迁而创建,历经50余年的发展,目前已成为可见光和红外区域大气分子光谱定量的重要工具.数据库汇编了众多小分子光谱参数的实验测量、理论计算和预估结果,包括谱线中心、谱线强度、低能级能量、空气加宽系数、自加宽系数及温度指数等重要光谱参数[10].由于HITRAN光谱数据库压强单位统一采用标准大气压(atm)(1 atm=101 325 Pa),为了同国际惯例一致,本文压强单位统一采用标准大气压(atm).本文基于Matlab软件编写了分子吸收光谱仿真计算程序,包括线型函数计算、谱线强度计算和分子吸收光谱仿真计算模块,该程序是本文开展SDAS技术适用情况讨论的理论工具.由Beer-Lambert定律(式(1))可知,吸收光谱与光程、组分浓度成正比,而受温度T 和压强p影响较为复杂,本文以常用于燃烧诊断应用的H2 O分子7 185.597 cm-1谱线为例,开展详细的分子吸收光谱参数影响分析,其中,H2O组分浓度取10%. 3.1 温度参数由于吸收光谱是谱线强度与线型函数等的乘积,温度对分子吸收光谱的影响可分解为对谱线强度与线型函数的影响.压强p=1 atm情况下,计算不同温度(296,600,1 000,1 500,2 000 K)下H2O分子谱线强度随温度T的变化情况、线型函数与吸收光谱随波长λ的变化情况,如图2所示.随着温度的升高,谱线强度先增大,在580 K 左右达到最大值后降低.而对于线型函数来说,温度的变化对其影响不大.因此,压强等其它参数相同,吸收光谱吸收率峰值随温度的变化趋势与谱线强度一致,吸收率峰值随温度的升高先增大,在580 K左右达到最大值后降低.此外,由图2(c)可以看出,吸收光谱的线宽随温度变化不大,这便是实现SDAS技术的基础.3.2 压强参数压强对分子吸收光谱的影响主要是对线型函数的影响,在温度T=1 000 K情况下,开展不同压强(0.5,1,2,5,10 atm)下H2 O分子线型函数与吸收光谱计算,如图3所示(见下页).随着压强的升高,线型函数的峰值减小,线宽增大,这是因为压强增大造成碰撞加宽增大,线型函数宽度增大,而面积积分不变,因此,峰值随之降低.对于吸收光谱来说,压强升高导致线宽增大的同时,还会造成碰撞漂移,并且漂移量与压强成正比.从图2(b)可以看出,吸收光谱随压强的升高变化十分剧烈,当p=1 atm时,吸收光谱频率跨度1 cm-1左右,当p=5 atm时,吸收光谱两翼已无法达到零值,即无零吸收翼,因此,无法再通过SDAS技术获得该谱线完整的吸收光谱.能否有效获得吸收光谱是SDAS技术的关键.温度对吸收光谱影响主要体现在峰值的变化,而压强对吸收光谱的影响非常大.由于目前半导体激光器调制范围在2 cm-1以内,因此,SDAS技术就有一定的适用范围,现将压强分为几个范围进行讨论. 4.1 低压(p≤1 atm)如图4所示,在压强p≤1 atm情况下,零吸收翼间距小于1.1 cm-1,而二极管激光器通常都能通过电流调制进行该范围吸收光谱的扫描,此时SDAS技术完全适用,即使有邻近谱线的干扰,只要谱线强度大小差别较大,SDAS技术仍然能够通过多峰函数拟合实现有效分辨,从而准确获得确定谱线的吸收光谱.4.2 较高压强(1 atm<p≤3 atm)如图5所示,在压强p>1 atm情况下,谱线由于压强的增大使得碰撞加宽增大,光谱整体上移,零吸收翼逐渐消失.以p=3 atm为例,零吸收翼间隔为2 cm-1,正好为二极管激光器调制范围,因此,认为当1 atm<p≤3 atm时,SDAS技术仍然适用.但压强越大,对激光器调制范围的要求越高,并且由于邻近谱线光谱叠加,零吸收翼的范围越来越小,此时,利用SDAS技术获取吸收光谱的准确度会降低,此时,应对吸收光谱进行一定的修正.4.3 高压(p>3 atm)如图5所示,当压强p>3 atm时,吸收光谱线宽继续增大,零吸收翼间距大于2 cm-1,超出二极管激光器通常的调制范围,并且由于邻近谱线的叠加,吸收光谱甚至不存在有效的零吸收翼,此时, SDAS技术不再适用.本文是基于常用作燃烧诊断的H2 O分子7 185.597 cm-1谱线进行分析,以通常激光器调制范围2 cm-1作为SDAS技术适用条件,讨论得到SDAS技术适用原则.目前来说,该讨论是具有代表性的.但进一步来说,若能选取更为孤立的谱线,随着压强增大,邻近谱线的干扰将进一步减弱,这对拓宽SDAS技术压强适用范围具有积极意义.此外,随着激光器的进一步发展,调制范围也能进一步加宽,这也能扩宽SDAS技术压强适用范围.与其它技术相比,SDAS技术具有系统实现与处理方法简单等优点,是TDLAS技术优先考虑的技术,但是,由于燃烧环境下分子吸收光谱受压强影响较大,因此,存在一定的压强适用范围,这是本文研究的出发点.但对于SDAS技术无法实现的更高压强范围,可利用固定波长直接吸收光谱技术(fixwavelength direct absorption spectroscopy,FDAS)和二次谐波调制光谱技术(wavelength modulation spectroscopy with the second harmonic detection, WMS-2f)[11].由于FDAS 技术将激光固定调制在谱线中心处,仅需测量该波长下激光的衰减程度实现参数测量,无需获得整个光谱形状,不受压强影响;而WMS-2f技术利用谱线中心处2f信号高度开展参数测量,同样不需要获得整个光谱2f信号,不受压强增大造成光谱线宽加宽影响,因此,这两种方法为TDLAS技术对高压流场参数的测量提供可能.基于HITRAN光谱数据库,通过开展不同温度和压强下分子吸收光谱的仿真计算,讨论SDAS燃烧诊断技术适用情况,得到如下结论:a.开展温度和压强参数对吸收光谱的影响分析发现,温度对谱线强度影响较大,且谱线强度决定吸收光谱吸收率峰值的大小;压强对线型函数影响较大,谱线线宽增大,邻近谱线叠加严重.b.根据压强对吸收光谱影响的特点,结合SDAS技术适用条件(通常激光器调制范围2 cm-1),确定在低压情况(p≤1 atm)下,SDAS技术完全适用;在较高压强(1<p≤3 atm)下,利用SDAS技术需通过理论分析进行测量结果修正;而对于高压(p>3 atm)情况,SDAS技术不再适用.c.谱线的优化与激光器调制范围的进一步加宽都能拓宽SDAS技术的压强适用范围,而对于SDAS技术无法实现的更高压强范围,可利用FDAS技术和WMS-2f技术.【相关文献】[1] Soid SN,Zainal ZA.Spray and combustion characterization for internal combustion engines using optical measuring technique—A review[J].Energy,2011,36(2):724-741. [2] Candel S,Durox D,Schuller T,et al.Advances in combustion and propulsion applications[J].European Journal of Mechanics-B/Fluids,2013,40(7/8): 87-106.[3] 王美清,郁鸿凌,陈梦洁,等.城市污水污泥热解和燃烧的实验研究[J].上海理工大学学报,2014,36(2): 185-188.[4] Hanson R K.Applications of quantitative laser sensors to kinetics,propulsion and practical energy systems [J].Proceedings of the Combustion Institute,2011,33 (1):1-40.[5] 洪延姬.燃烧场吸收光谱诊断技术研究进展[J].实验流体力学,2014,28(3):12-25.[6] Baer D S,Nagali V,Furlong E R,et al.Scanned-and fixed-wavelength absorption diagnostics for combustion measurements using multiplexed diode lasers[J].AIAA Journal,1996,34(3):489-493.[7] 许振宇,刘文清,刘建国,等.基于可调谐半导体激光器吸收光谱的温度测量方法研究[J].物理学报, 2012,61(23):232-239.[8] 李飞,余西龙,陈立红,等.TDLAS测量甲烷/空气预混平面火焰温度和H2 O浓度[J].实验流体力学, 2009,23(2):40-44.[9] 陶波,胡志云,张立荣,等.基于激光吸收光谱技术在线测量燃烧场温度研究[J].大气与环境光学学报, 2010,5(6):438-444.[10] Rothman L S,Gordon I E,Barbe A,et al.The HITRAN 2008 molecular spectroscopic database[J].Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer,2009,110(9/10):533-572.[11] Zhou X.Diode laser absorption sensors for combustion control[D].California:Stanford University,2005.。

利用飞秒激光成丝对丁烷燃烧进行诊断

利用飞秒激光成丝对丁烷燃烧进行诊断

中文摘要中文摘要利用飞秒激光成丝对丁烷燃烧进行诊断飞秒激光在非线性介质中传输时,当克尔自聚焦和等离子散焦达到动态平衡时,就会形成等离子体细丝。

在成丝过程中会发生诸多非线性效应,是研究者关注的焦点。

因飞秒激光成丝时光强极高,足以将空气分子激发到高激发态,而处于高激发态的分子再次返回基态时,就会发射特征荧光,近年来,它逐渐成为科学界研究的热点课题。

本论文将飞秒激光成丝应用到燃烧科学领域,提出了一种新的燃烧诊断技术,即飞秒激光成丝诱导荧光光谱技术,这项技术能够实现对多种燃烧中间产物的同时探测。

在遥感以及提高燃料能量转化效率等方面都具有很大的实用价值。

我们对飞秒激光脉冲作用于丁烷火焰成丝时产生的后向散射的荧光进行了在火焰中的空间分布探测,发现多种燃烧中间产物CN、CH、C2以及N2、N+2呈现出极大的差异,这一差异主要取决于气体温度(密度)的空间分布,同时,在丁烷燃烧过程中发生的一系列反应也会对其产生一定的影响。

飞秒激光成丝诱导荧光技术不仅可以用于探测燃烧过程中的中间产物,实现对燃烧过程的诊断,还可以对空气中含有的可燃气体成分进行检测。

关键词:飞秒激光成丝,非线性特性,光丝诱导荧光,燃烧诊断。

AbstractThe combustion diagnosis of butane/air flame via femtosecondlaser filamentationDuring the transmission of femtosecond laser pulses in nonlinear media, plasma filaments will be formed when the Kerr self-focusing and the plasma defocusing reach a dynamic balance. At the same time, There are many nonlinear effects in filamentation process,which has become the focus of researchers. The laser intensity is strong enough to stimulate the molecules in air during the filamentation formation process, and it will emit characteristic fluorescence when the excited state molecules jump to ground state. In recent years, it has gradually become a hot research topic in the field of science. In this paper, filament-induced fluorescence technique, a new combustion diagnostic technique based on femtosecond laser filaments have been applied to the combustion field, and it can realize simultaneous detection of various combustion intermediates. It is of great practical value for reducing the emission of atmospheric pollutants (such as CO, CN, NO, etc.), remote sensing and improve the efficiency of energy conversion.The femtosecond filament-induced backward fluorescence in thebutane/air flame is investigated in this paper. It is found that the spatial distributions of combustion intermediates (CN, CH and C2), nitrogen molecules and nitrogen molecular ions in the flame show great difference, which is mainly determined by the spatial distribution of gas temperature (density), and also affected by the reactions. Furthermore, we demonstrate that filament-induced fluorescence technique can not only sense the combustion intermediates, but also detect combustible gas with trace amounts in air.Keywords: femtosecond laser filamentation, nonlinear properties, filament-induced fluorescence , combustion diagnosis.目录中文摘要 (I)Abstract (II)目录 (IV)第一章绪论 (1)1.1飞秒激光成丝概述 (1)1.1.1飞秒激光简介 (1)1.1.2 飞秒激光成丝及其发展 (3)1.2几种激光燃烧诊断技术 (5)1.2.1激光诱导荧光(LIF)技术 (5)1.2.2 激光诱导击穿光谱(LIBS)技术 (6)1.3本章小结 (9)第二章飞秒激光成丝的相关理论及应用 (10)2.1飞秒激光成丝的物理机制 (10)2.2飞秒激光成丝过程中发生的现象 (12)2.2.1衍射和色散 (12)2.2.2多光子电离和隧穿电离 (13)2.2.3强度钳制 (14)2.2.4飞秒激光成丝诱导荧光发射 (15)2.3飞秒激光成丝的应用 (16)2.3.1大气环境污染物的远程探测 (17)2.3.2人工降雨与降雪 (18)2.3.3激光引雷 (19)2.4本章小结 (20)第三章利用飞秒激光成丝诱导荧光对丁烷燃烧过程进行诊断 (21)3.1燃烧诊断概述 (21)3.2实验装置 (25)3.3结果与分析 (26)3.4本章小结 (35)第四章总结 (36)参考文献 (37)作者简介及硕士期间发表的文章 (45)致谢 (46)第一章绪论超短超强脉冲激光技术的创新发展与应用,在现代科学中俨然已经成为一个非常重要的科研领域,也是世界各国在科研领域中竞争的焦点之一。

一级注册消防工程师《技术实务》必考考点总结

一级注册消防工程师《技术实务》必考考点总结

《技术实务》考点汇总【消防基础知识篇】1.燃烧可分为有焰燃烧和无焰燃烧,燃烧的发生和发展,必须具备三个必要条件,即可燃物、氧化剂(助燃物)和温度(引火源)。

2.可燃物的数量是火灾严重性与持续时间的决定性因素。

3.闪点越低,火灾危(wei)险性越大,反之则越小。

闪点与可燃性液体的饱和蒸气压有关,饱和蒸气压越高,闪点越低。

当4.汽油的闪点为-50℃,煤油的闪点为38~74℃,根据闪点的高低,可以确定生产、加工、储存可燃性液体场所的火灾危(wei)险性类别:闪点<28℃的为甲类;闪点≥28℃至<60℃的为乙类;闪点≥60℃的为丙类。

5.自燃点越低,发生火灾的危(wei)险性就越大。

6.气体燃烧方式分为扩散燃烧(如燃气做饭、点气照明、烧气焊等)和预混燃烧(汽灯的燃烧)。

7.液体燃烧分为:闪燃(最低温度)、沸溢、喷溅。

8.喷溅发生的时间与油层厚度、热波挪移速度以及油的燃烧线速度有关。

9.固体燃烧分为:蒸发燃烧、分解燃烧、表面燃烧、烟熏燃烧(阴燃)、动力燃烧(爆炸)。

10.火灾的分类(考试热度:★★★★)11.热量传递 3 种方式:热传导、热对流、热辐射。

12.烟气流动的驱动力包括室内外温差引起的烟囱效应,外界风的作用、通风空调系统的影响等。

13.建造火灾发展的几个阶段:初期增长阶段、充分发展阶段、衰减阶段。

14.灭火的基本原理与方法:冷却、隔离、窒息(普通氧浓度低于 15%时,就不能维持燃烧)、化学抑制(化学抑制灭火的灭火剂常见的有干粉和七氟丙烷)。

15.可燃粉尘爆炸应具备三个条件,即粉尘本身具有爆炸性、粉尘必须悬浮在空气中并与空气混合到爆炸浓度、有足以引起粉尘爆炸的火源。

16.粉尘爆炸的特点,主要有以下几点:(1)连续性爆炸是粉尘爆炸的最大特点,因初始爆炸将沉积粉尘扬起,在新的空间中形成更多的爆炸性混合物而再次爆炸;(2)粉尘爆炸所需的最小点火能量较高,普通在几十毫焦耳以上,而且热表面点燃较为艰难;(3)与可燃气体爆炸相比,粉尘爆炸压力上升较缓慢,较高压力持续时间长,释放的能量大,破坏力强。

技术实务知识点总结

技术实务知识点总结

第一篇消防基础知识第一章燃烧基础知识主动防火:消防设施被动防火:建筑设施燃烧的条件:可燃物、助燃物(氧化剂)、引火源(温度)、链式反应自由基【注:要4备3】引火源种类:明火、电弧、电火花、雷击、高温、自燃引火源燃烧按燃烧发生的瞬间及特点分为:着火(点燃和自燃)、爆炸燃烧按燃烧物形态分为:气体燃烧(扩散燃烧和预混燃烧)、液体燃烧(闪燃、沸溢和喷溅)、固体燃烧(蒸发燃烧、表面燃烧、分解燃烧、阴燃、爆炸)气体火灾危险性的评定标准是爆炸下限和自燃点;液体火灾危险性的评定标准是闪点;固体火灾危险性的评定标准是燃点。

常见可燃物的燃点:蜡烛-190 ℃;棉花-210~255 ℃;松香-216 ℃;布匹-200 ℃;橡胶-120 ℃;木材-250~300 ℃;纸张-130~230 ℃;豆油-220 ℃常见可燃物的自燃点:氢气-400 ℃;丁烷-405 ℃;一氧化碳-610 ℃;乙醚-160 ℃;硫化氢-260 ℃;汽油-530~685 ℃;乙炔-305 ℃;乙醇-423 ℃第二章火灾基础知识火灾的分类:A类:固体火灾;B类:液体或可熔化固体火灾;C类:气体火灾;D类:金属火灾;E类:带电火灾;F 类:烹饪物火灾(姑爷弃金带电烹)火灾事故分类:一般火灾:3人以下死亡,10人以下重伤,1000万元以下直接财产损失;较大火灾:3人以上10人以下死亡,10人以上50人以下重伤,1000万以上5000万以下直接财产损失;重大火灾:10人以上30人以下死亡,50人以上100人以下重伤,5000万以上1亿元以下直接财产损失;特别重大火灾:30人以上死亡,100人以上重伤,1亿元以上直接财产损失。

【3-10-30,10-50-100,1000-5000-1亿】热传递的方式:热传导、热对流、热辐射烟气扩散路线:1、着火房间-走廊-楼梯间-上部各楼层-室外(主要);2、着火房间-室外;3、着火房间-相邻上层房间-室外。

烟气水平方向速度:火灾初期0.1-0.3m/s;中期0.5-0.8m/s烟气流动的驱动力:烟囱效应、火风压、外界风的作用烟气蔓延的途径:孔洞开口蔓延、外墙面蔓延、闷顶内蔓延、穿越墙壁的管线和缝隙蔓延防烟口不能大于7m/s;排烟口不能大于10m/s火灾发展的阶段:初期增长阶段、充分发展阶段、衰减阶段灭火的基本原理:冷却(水)、隔离(泡沫)、窒息(二氧化碳)、化学抑制(干粉)第三章爆炸基础知识爆炸的分类:物理爆炸、化学爆炸(粉尘爆炸都属于化学爆炸)、核爆炸爆炸极限受1、火源能量2、初始压力3、初温4、惰性气体5、容器的口径爆炸下限小于10%的可燃气体,应选用隔爆型防爆电气设备;大于或等于10%的可燃气体,应选用任一防爆型电气设备常见爆炸引火源:机械火源、热火源、电火源、明火第四章易燃易爆危险品消防安全知识易燃气体的分类:甲类:爆炸下限小于10%,或爆炸极限范围大于等于12个百分点;乙类:爆炸下限大于等于10%且小于13%同时爆炸极限范围小于12个百分点易燃液体的分类:甲类:闪点小于28 ℃;乙类:大于28 ℃小于60 ℃;丙类:闪点大于等于60 ℃易燃固体的分类:燃点高于300 ℃称为可燃固体;燃点低于300 ℃称为易燃固体第二篇建筑防火第二章生产和储存物品的火灾危险性分类生产厂房火灾危险性分类一座厂房内有不同性质的生产时,其分类要按火灾危险性较大部分确定。

《卫生经济学》12-第十二章-卫生经济政策分析

《卫生经济学》12-第十二章-卫生经济政策分析

卫生经济政策可以通过价格机制 和支付方式改革,控制医疗费用
的不合理增长。
卫生经济政策可以引导医疗机构 和医务人员合理使用医疗资源,
降低医疗成本和浪费现象。
卫生经济政策可以促进医保制度 改革,实现医保基金的可持续性 和公平性,减轻患者和社会的医
疗负担。
05
CHAPTER
卫生经济政策的挑战与未来 发展
03
CHAPTER
卫生经济政策具体分析
医疗保险政策分析
医疗保险政策的目标
确保所有公民都能获得可负担的医疗保险, 提高医疗服务的可及性和质量。
医疗保险政策的实施效果
提高医疗服务利用率,降低医疗费用,减少 医疗不平等。
医疗保险政策的主要内容
制定保险费率、报销范围和报销标准,以及 建立医疗保险基金。
医疗保险政策的挑战
创新卫生支付方式
引入更多基于价值的支付 方式,如结果导向的支付, 以提高卫生服务的效率和 质量。
促进公立医院改革
通过优化公立医院的管理 和运营模式,降低服务成 本,提高服务效率。
鼓励社会办医
通过优化政策环境,吸引 更多社会资本进入医疗卫 生领域,增加卫生服务的 供给。
卫生经济政策的国际合作与交流
分享国际经验
成本-效果分析
总结词
成本-效果分析是一种评估卫生干预措施的方法,它比较了实施干预措施所需的 成本和预期的效果。
详细描述
成本-效果分析通过计算成本和效果的比率,为决策者提供有关干预措施的性价 比的信息。它通常用于评估短期项目,如开展健康教育活动或实施预防措施等。
最佳实践指南
总结词
最佳实践指南是一种指导卫生机构和医生实施最佳实践的方 法。
如何平衡各方利益,确保医疗保险的可持续 性和公平性。

基于离子电流的缸内异常燃烧诊断

基于离子电流的缸内异常燃烧诊断

基于离子电流的缸内异常燃烧诊断离子电流诊断技术是一种用于发动机异常燃烧的检测方法,它基于测量燃烧室内产生的离子电流信号来分析燃烧过程,从而有效地诊断发动机的故障。

在发动机的燃烧过程中,燃料与空气通过缸内阀门进入燃烧室,随着火花塞的点火,混合物开始燃烧,在燃烧过程中会产生大量的离子电流。

这些离子电流可以通过电极放置在燃烧室内进行测量和记录。

通过分析产生的离子电流信号,可以了解燃烧室内的燃烧情况,诊断燃烧过程中的问题。

离子电流诊断技术具有以下几个特点:1.非接触式测量,无需修改发动机结构和部件。

2.测量结果准确可靠,响应速度快,能够实时监控发动机燃烧状态。

3.应用范围广泛,可用于汽油发动机、柴油发动机等各种类型的内燃机。

4.适用于燃烧不充分、点火延迟、缸内沉积物等各种异常燃烧问题的诊断。

在离子电流诊断技术中,研究者主要关注燃烧室内的离子电流信号。

这些信号可以分为两种类型:负极信号和正极信号。

负极信号是由燃烧产生的OH-和CO3-等阴离子所形成的,而正极信号则是由燃烧产生的H+等阳离子所形成的。

通过分析这些信号的强度和形状,可以了解燃烧室内的燃烧状态,包括点火延迟、反复点火、不完全燃烧、积碳等问题。

离子电流诊断技术在实际应用中,需要配合其他传感器和控制系统进行全面诊断。

例如,可以采用温度传感器、压力传感器、氧传感器等来对发动机的燃烧状态进行进一步的判断和诊断。

同时,适当的控制系统和反馈控制算法可以对燃烧过程进行调节和优化,从而提高发动机性能和节能降耗。

总之,离子电流诊断技术是一种有效的发动机故障诊断方法,它可以通过测量缸内燃烧过程中产生的离子电流信号,了解发动机燃烧状态,并帮助进行故障诊断和性能优化。

未来,随着传感器技术和控制算法的不断改进,离子电流诊断技术将会为内燃机行业的发展提供更加精准和可靠的技术支持。

离子电流诊断技术在汽车制造领域中有着广泛的应用,近年来也在智能制造、能源、环保等领域中得到了广泛的应用,提高了生产效率,并减少了能源消耗、环境污染等问题。

2023年一级消防工程师考试重点资料消防安全技术实务重点汇总经典版

2023年一级消防工程师考试重点资料消防安全技术实务重点汇总经典版

第一章燃烧基础知识1、怎样理解燃烧旳条件?P2答:燃烧,是指可燃物与氧化剂作用发生旳放热反应,一般伴有火焰、发光和(或)发烟现象。

燃烧可分为有焰燃烧和无焰燃烧。

燃烧旳发生和发展需要4个必要条件,即可燃物、助燃物(氧化剂)、引火源(温度)和链式反应自由基。

2、燃烧分为哪些类型?P3答:按照燃烧形成旳条件和发生瞬间旳特点,燃烧可分着火(包括点燃、自然)和爆炸。

3、固体、气体、液体燃烧各自有哪些类型和特点?P5答:一、气体燃烧根据燃烧前可燃气体与氧混合状况不一样,其燃烧方式分为扩散燃烧(燃烧特点比较稳定)和预混燃烧(又称爆炸式燃烧)。

二、液体燃烧液体燃烧旳类型分为闪燃、沸溢、喷溅三种1)闪燃闪燃是引起火灾事故旳先兆之一。

闪点即是指易燃或可燃液体表面产生闪燃旳最低温度。

2)沸溢从沸溢过程阐明,沸溢形成必须具有3个条件:①原油具有形成热波旳特性,即沸程宽,密度相差较大;②原油中具有乳化水,水遇热波变成蒸气;③原油粘度较大,使水蒸汽不轻易从下向上穿过油层。

3)喷溅三、固体燃烧分为:蒸发燃烧、表面燃烧、分解燃烧、熏烟燃烧(阴燃)、动力燃烧(爆炸)上述多种燃烧形式旳划分并非绝对,有些可燃固体旳燃烧往往包括两种或两种以上旳形式。

例如,在合适旳外界条件下,木材、棉、麻、纸张等旳燃烧会明显地存在分解燃烧、熏烟燃烧、表面燃烧等形式。

第二章火灾基础知识1、火灾按燃烧对象是怎样分类旳?P11答:按照国标《火灾分类》 GB/T4968-2023旳规定,火灾分为A、B、C、D、E、F六类。

A.类火灾:固体物质火灾。

这种物质一般具有有机物性质,一般在燃烧时能产生灼热旳余烬。

如木材、棉、毛、麻、纸张火灾等。

B.类火灾:液体或可熔化固体物质火灾。

如汽油、煤油、原油、甲醇、乙醇、沥青、石蜡火灾等。

C.类火灾:气体火灾。

如煤气、天然气、甲烷、乙烷、氢气、乙炔等。

D.类火灾:金属火灾。

如钾、钠、镁、钛、锆、锂等。

E.类火灾:带电火灾。

物体带电燃烧旳火灾。

基于光谱测量的燃烧诊断技术_庄逢辰

基于光谱测量的燃烧诊断技术_庄逢辰

2002年8月第13卷第4期装备指挥技术学院学报J o urnal of the Academ y o f Equipment Co mmand &Technolog y Aug ust 2002V o l.13 No.4 收稿日期:2002-01-15作者简介:李麦亮(1971-),男,博士研究生;庄逢辰(1932-),男,教授,博士生导师,中国科学院院士.基于光谱测量的燃烧诊断技术李麦亮 赵永学 耿 辉 周 进 王振国(国防科技大学航天与材料工程学院,长沙410073)庄逢辰(装备指挥技术学院试验工程系,北京101416) 摘 要:分别介绍了基于发射光谱、相干反斯托克斯喇曼光谱(CARS)和激光诱导荧光光谱(LIF )的燃烧诊断技术的原理、方法、发展现状以及一些具体应用结果,并展望了它们在燃烧科学研究和工程实践中的应用前景。

关 键 词:发射光谱;相干反斯托克斯喇曼光谱;激光诱导荧光;燃烧诊断中图分类号:O 656文献标识码:A 文章编号:CN 11-3987/G3(2002)04-0032-05 21世纪新一代航天运载工具以及各种高性能、低污染、大流强、小尺寸燃烧装置的发展,对燃烧科学研究提出了越来越高的要求。

燃烧诊断是提高燃烧研究水平,推动与燃烧相关的各种先进火箭技术、高超声速飞行器推进技术和能源利用技术发展的重要基础技术,因此长期以来燃烧诊断技术的研究和应用一直受到特别重视。

发达国家如美国、德国、法国和日本的一些先进实验室,特别是与燃烧科学关系密切的推进、动力研究实验室,都在积极采用光学测量技术对燃烧流场进行测量和研究[1~5]。

近几年我国也在这方面开展了研究[6~9]。

在所有可以应用于燃烧诊断的光谱技术中,尤以发射光谱、相干反斯托克斯喇曼光谱(CARS)和激光诱导荧光(LIF)等几种技术研究较多,与以热电偶、气体成份分析仪等为代表的传统手段相比,光谱技术灵敏度高,时间和空间分辨率高,不干扰流场,并且对燃烧场恶劣的测量环境适应性强,测量信息丰富,甚至可以测量燃烧研究甚为关心的各种自由基,这是以前无法做到的。

燃烧理论与基础 12第十二章 燃烧诊断技术

燃烧理论与基础 12第十二章 燃烧诊断技术

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。
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。

基于数字图像处理技术的温度测量系统主 要有火焰图像获取系统和图像采集处理系 统两部分组成。其中图像获取系统包括彩 色CCD摄像机;图像采集处理系统主要是 由一台包括图像采集卡和专用图像测温软 件的多媒体计算机构成。

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 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。

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。

电站锅炉火焰检测及燃烧诊断技术

电站锅炉火焰检测及燃烧诊断技术

电站锅炉火焰检测及燃烧诊断技术发布时间:2021-06-17T11:28:21.933Z 来源:《基层建设》2021年第7期作者:李晋涛[导读] 【摘要】:电站锅炉燃烧实时诊断应用技术对我国工业化生产环境有一定的影响。

身份证号码:14020219700314XXXX 国电电力大同第二发电厂【摘要】:电站锅炉燃烧实时诊断应用技术对我国工业化生产环境有一定的影响。

从现在的电站锅炉的实时运行环境来看,常用的技术包括了燃烧火焰诊断技术、压力脉动诊断技术等,本文针对我国现在的电站锅炉燃烧实时诊断应用技术进行分析,现将相关内容总结如下。

【关键词】:电站锅炉;火焰检测;燃烧诊断技术燃烧的稳定性是决定电站锅炉运行效果的关键,通过探测燃烧火焰的稳定情况可以分析锅炉的运行效果,对于维护电站的运行质量有重要意义。

为了加强电站锅炉的运行效果,相关技术人员需要针对其火焰、燃烧效果进行分析,采用科学的诊断技术来提升产量和效率,科学维护系统的稳定性。

1.简述电站锅炉火焰燃烧诊断技术的价值和意义作为我国重要的一项能源,我国目前大多的工业化生产电站都是燃煤锅炉,随着我国动力用煤以及锅炉的生产要求,很多工厂不断调整负荷峰值导致锅炉的燃烧稳定性受损,在生产中出现了含碳物、含氮物大量排放以及锅炉产物结焦问题严重,火焰熄火问题频发现象,一些生产单位也因为管理技术不足,导致了锅炉爆炸等恶性事故。

从电锅炉燃烧的基本要求来看,电锅炉燃烧需要有稳定、均匀的火焰来保证燃烧质量,若锅炉内部没有保证稳定的燃烧效率就会产生一定的杂质、污染、噪声,若操作人员没有严谨工作,工作中出现操作不当就可加大锅炉炉膛灭火的风险,如出现燃烧不充分排除一氧化碳等有害气体,也会降低生产效果,影响生产供能。

随着我国现代工业生产发展,燃烧火焰的性能特点相关的技术也得到了提升,如基于火焰燃烧的火焰理论和检测技术等。

值得注意的是,加强锅炉燃烧诊断技术可以及时分析锅炉火焰的运行情况,实时诊断其中可能存在的问题和风险,进而做好异常情况控制和分析,以此来保护锅炉的运行效果。

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12第十二章燃烧诊断技术
在实际测量时,LIF图像所能感受的燃烧参 数包括温度、组分浓度、速度、压力和密 度。一旦获得这种2D场测量参数,即可计 算其它量。
荧光测温技术具有测温范围宽、测量精度 高、重复性好等特点。
必须解决材料和耦合问题。
采用LIF技术是获取被激激光照射的粒子的 诱发荧光,对实验条件要求较高,实验系 统较复杂。
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以同 时测量燃烧系统气体种类(N2、O2、CO2 、H2O、CO、H2、CH4)和温度的光学诊 断技术。
激光拉曼散射诊断技术的一个重要特点是 具有很高的空间和时间分辨率。因此,自 发拉曼散射技术目前已广泛用于“清洁”火 焰的燃烧研究中。
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。
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
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。
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。
第二节 声学方法
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。
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。
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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。
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。
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。
基于数字图像处理技术的温度测量系统主 要有火焰图像获取系统和图像采集处理系 统两部分组成。其中图像获取系统包括彩 色CCD摄像机;图像采集处理系统主要是 由一台包括图像采集卡和专用图像测温软 件的多媒体计算机构成。
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