經(jīng)過40多年的發(fā)展,可調(diào)諧半導體激光吸收光譜(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,簡稱TDLAS)技術在流場參數(shù)傳感方面日漸成熟,該技術可實現(xiàn)非接觸、原位測量,尤其是在惡劣的燃燒流場診斷中,具有很好的環(huán)境適應性。高溫高壓流場普遍存在于各種能源系統(tǒng)(如煤氣化爐,爆震燃燒器,均質(zhì)壓燃發(fā)動機等),利用吸收光譜方法對該類型流場診斷將面臨很大挑戰(zhàn),比如光束偏轉(zhuǎn),非吸收損耗,輻射干擾以及壓力升高帶來的光譜重疊和展寬。TDLAS可分為直接吸收(Direct Absorption,簡稱DA)和波長調(diào)制光譜(Wavelength Modulation Spectroscopy,簡稱WMS)兩種技術,本文以碳氫燃料主要燃燒產(chǎn)物之一——H20作為目標分子,研究了利用扣除背景的WMS-2f/1f峰值反演高溫高壓燃燒場溫度的方法,選取H20在7185.6cm-1、6807.834cm-1、7444.3 5/3 7cm-1附近的三條吸收線作為研究對象,建立了基于波長調(diào)制技術的精確吸收模型,實現(xiàn)了固定壓強下,流場溫度和濃度輪換迭代反演方法,并在最高壓強10.58at...

【文章頁數(shù)】：126 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１多流場參數(shù)同時測量示意圖??

來發(fā)展迅速，具有高時空分辨、高選擇性、易于小型化、成本較低等優(yōu)點，可??實現(xiàn)溫度、壓強、流速、組分等多參數(shù)測量，適用于燃燒診斷和過程控制，尤??其對環(huán)境惡劣（高溫、高壓、非吸收損耗較高）的流場診斷具有優(yōu)勢。如圖１－１??所示，為利用多波長復用技術對焚化爐實現(xiàn)溫度、Ｈ２０的原位測量....

圖２．１簡諧振動模型??

第２章吸收光譜原理光譜??需要兩個條件：一是紅外光的能量恰好等差；二是紅外活性的躍遷需要滿足偶極矩是分子的振－轉(zhuǎn)光譜，振－光譜一般具有Ｒ、，但有些分子具有Ｑ分支，轉(zhuǎn)動態(tài)不變（子的振動，可近似看作由彈簧連接著的小鍵長為彈簧的長度，用ｒ表示，原子的質(zhì)近似為簡諧振動，如下圖所示：??ｍ....

圖２．?２?ｆｆｃＯ本征振動模式??

ｗ?Ｉｆｌｆｌｍｆｌｌｆｉ?ｗ??？－ＨＶＷＷＷＷＶＩ—？??圖２．１簡諧振動模型??雙原子分子振動體系被稱為諧振子，該體系的振動頻率由胡克定律導出：??（２．?１）??２ｔｔｃ＼?ｈ??該表達式中，ｃ?＝?３ｘｌ〇８ｍ／ｓ表示光速，Ａ：表示化學鍵力常數(shù)，單位：Ｎ／ｍ，?／／表?....

圖２．３直接吸收光譜技術原理圖??

圖２．３直接吸收光譜技術原理圖??＝廣?Ａ?Ｗ?？?（７Ｘｘ））?〇?－?ｕ。，）辦／＝１?／＝１??射光強，Ｐ?（單位：ａｔｍ）是介質(zhì)的總壓強，Ｘ，〇ｃ）是分子數(shù)，ｒ〇ｃ）（單位：Ｋ）是位置；ｃ處的溫度，Ｋ表示分子種吸收線總數(shù)，（單位：ｃｎｆ＾ａｔｎｆ１）表示分子／第／條吸示分....

本文編號：4020997