提高火焰温度测量精度的方法

经过实验，找到了影响火焰测温精度的一些重要因素，给出了改进仪器质量和提高仪器测量精度的一些方法。实践证明，这些方法是可行的。     

用红外热成像方法测量火焰温度的实验研究

在理论分析的基础上,主要通过实验测量和数据分析讨论了将红外热像仪直接用于火焰温度场测量时火焰发射率的设定其测量结果的影响问题,并给出了通过基于火焰辐射光测量对其发射率进行修正后的温度场实验结果。研究结果表明,将红外热像仪应用于火焰温度及辐射特性的测量,可以对火焰热结构的时空分布和变化进行实时观测和记录,因而具有直观、信息量大等优点。但当要获取比较准确的定量结果时,则必须对其发射率进行合理修正。     

氢／空气预混平面火焰CARS温度测量

介绍了一套用于燃烧研究中对温度和成分浓度测量进行校准的氢／空气预混平面火焰燃烧４系统。采用氮ＣＡＲＳ技术对氢／空气预混平面火焰温度进行了系统的测量,包括不同当量比条件下的温度分布,温度的纵向和横向空间分布。结果表明,氮ＣＡＲＳ测温与氢／空气预混平面火焰的理论计算温度之间的误差为３．４％,而在燃烧炉表面上方１ｍｍ以上的空间属于火焰的温度均匀区,温度的不均匀性约为１．８％。     

火焰温度测量仪研究

本文叙述了通过实验找到影响火焰测温精度的一些重要因素。并根据普朗克辐射定律直接推导出火焰辐射强度的计算公式。也叙述了火焰温度测量仪器的接收系统的设计方法。并报告了改进仪器质量和提高仪器测量精度的一些实验结果。实验结果证明,这种方法是可用而精确的。     

USED CARS测量乙炔/空气火焰的温度分布

本文报道了用USED CARS方法测量乙炔/空气预混火焰的温度分布的结果。给出氮的CARS谱的理论计算曲线。对用CARS方法测量浓度的问题进行了讨论。     

USED CARS测量对撞式扩散火焰的温度分布

介绍了用USED CARS技术测量对撞式甲烷/空气扩散火焰前滞止区和尾流区的温度分布剖面。在滞止区富甲烷边观察到甲烷燃烧前的热解过程;尾流区温度高于滞止区温度,表明在滞止区有未完全燃烧的中间产物存在,在尾流区发现C2及CH的光谱也证明了这一点。     

用FFT算法计算轴对称火焰温度的径向分布

本文描述了采用快速傅里叶交换(FFT)计算Abel逆变换的方法,并用高斯函数和双峰函数对算法进行了检验,取得了良好的结果。文章用此算法对轴对称火焰的全息干涉条纹进行了实际处理,给出了火焰两个不同截面的温度分布。     

一种基于Abel变换的温度场重建方法

光学干涉测量通常以干涉条纹的形式显示被测对像的信息,如何从干涉条纹中获得被测流场的投影数据是重建流场的首要问题;本文提出获取流场折射率投影数据的一种方法,该方法是根据干涉条纹位移量和折射率的Abel变换关系式,将被测流场分割成不等间距的若干个圆环,使得在每一个分割间距内恰出现一条条纹,则条纹密集处获得数据点多,保证了重建的精度;通过计算机模拟验证了该方法不仅简单易行,而且获取的折射率分布的精度高;最后将该方法应用到轴对称温度场中,由折射率重建了三维温度分布。     

光线偏折对激光测量火焰温度场干涉图的影响

以燃烧数值模拟所获得的层流乙稀扩散火焰的折射率和温度数据为基础,利用所获得的离散数据和折射率公式,得到了任意光线在火焰单一高度平面上圆域范围内前进的详细过程。分析了由于折射率不均匀造成的光线偏折对利用激光全息干涉法测量火焰温度场干涉图的影响;给出了不同平行光条数和不同离轴距离光线的偏移情况;对实验中激光穿过火焰区域后的高亮边界现象进行了讨论。计算和分析表明:利用该算法可以计算出任意光线前进的详细数据;不同平行光条数和不同离轴距离光的偏折效应不一样,离轴距离越大,光的偏折效应越明显;激光穿过火焰区域后的高亮边界现象是由于光的偏折造成的,为干涉图像处理中相位的提取提供了依据。     

基于小波神经网络的氧气顶回转炉口火焰温度多光谱测量

氧气顶回转炉(BOF)口火焰温度的分布是对炉内钢水温度和成分含量判定的一项重要依据。通过对炉口350~1100 nm光谱数据的分析,炉口火焰光谱为“带状”辐射重叠在连续的或“黑体”辐射上,在可见光波段有明显的辐射能力。以在南京钢铁公司炼钢炉前在线采集的400炉光谱数据为研究对象,应用小波分析和神经网络的两大类模型交叉结合的方式对炉口火焰温度进行建模预测,并对预测结果做出分析。结果表明,紧致型小波神经网络在预测中取得更佳的效果,基于多光谱测温理论的小波神经网络预测的结果与副枪测量的温度误差能够在理想的范围内。     

激光焊接等离子体温度场测量及数据处理

应用光谱分析法测量激光焊接光致等离子体的温度场是激光焊接光致等离子体测量技术中的难点.采用基于快速傅里叶变换(FFT)和汉克耳变换的阿贝尔逆变换数值方法,研究出一种等离子体二维温度场分布的数据处理方法,并进行了计算精度分析.利用该数据处理方法,在取样点为41个的时候,得到的标准误差e大约为3.23×10-2.同时,进行了焊接试验,采用多通道光谱仪观测孔外光致等离子体,利用所提出的新方法实现了试验数据的处理,获得激光焊接孔外等离子体的温度场.计算得出的温度场呈相对于光束中心的四周低中间高的趋势.     

基于单脉冲BOXCARS法火焰温度测量装置的研制

研制了基于单脉冲CARS方法的温度测量装置,使用宽带染料激光器产生线宽200cm-1的斯托克斯光,一次脉冲就可以得到完整的CARS光谱,实现了温度的瞬时测量.     

旋流火焰三维温度场与速度场的同时激光测量

燃烧诊断与流场显示领域的研究热点已延伸至研发同时满足非侵入式、多参量同步测量、定量计算、多维可视化等技术要求的显示、测量新方法。研究复杂燃烧三维温度场和速度场的同时激光测量,表征燃烧化学反应和流场输运的重要特性。提出一种光偏折层析测温方法与粒子图像测速方法相结合的燃烧多参量场激光测量方法。设计温度场和速度场激光测量的实验系统,获取4方向莫尔偏折条纹和4幅火焰粒子图像。同时重建与可视化旋流燃烧温度分布和速度云图、流线、涡量等流场,并分析不同工况下的旋流火焰特性。对直接测量数据与重建结果进行对比,验证了所提方法的有效性。     

基于顺向电压法的LED接面温度自动测量系统

采用顺向电压法测量LED的接面温度。通过使用数据采集卡,建立高功率LED的自动化接面温度测量系统,并以市场上现有的高功率LED为例进行了测量与对比,建立了高功率LED的I-V特性曲线及其电流—接面温度曲线,最后对测量结果与特性曲线进行了分析讨论。     

基于可调谐半导体激光吸收光谱技术的甲烷/空气预混平焰炉温度测量

燃烧场温度的测量对于燃烧诊断具有重要意义。开展了基于可调谐半导体激光吸收光谱 (Tunable diode laser absorption spectroscopy, TDLAS)的在 线测温方法研究,基于双光束分时扫描技术,实现了双激光器协同工作与燃烧产物水汽 7154.35 cm$^{-1}$ 和7467.77 cm$^{-1}$两条吸收谱线的同时测量,并利用双线积分吸光度比值关系完成温度的精确反演, 满足燃烧场温度在线检测应用需要。开展了针对甲烷/空气预混平焰炉火焰温度的实时检测实验研究, 并与热电偶进行了测温对比分析,两种方法的测量具有较好的一致性,相对误差小于3.8\%,验证 了TDLAS技术对燃烧场温度非侵入式快速测量的可行性和可靠性。     

分布式光纤测温系统的温度分辨率

在分析分布式光纤温度测量系统性能的三个重要参数的基础上，提出了一种计算基于单路反斯托克斯光分布式温度测量系统的温度分辨率的方法，找到影响系统温度分辨率的主要因素，并结合实际系统提出了多种提高系统温度分辨率的方法，取得较好的实用效果。     

用相移方法测量温度场

本文提出了一种采用双参考光光路，并在再现阶段引人相移的方法来测量火焰温度场，它克服了在记录阶段引人相移的不足。采用这种方法不仅可以测量准静态场，而且可以测量瞬态场。本文在计算温度时还采用了新的求解方法。实验表明这种方法提高了测量的速度和精度．