光热相敏检测技术

光热相敏检测技术唐志列，梁瑞生，黄佐华，司徒达（华南师范大学物理系广州５１０６３１）基于光热效应发展起来的各种光谱技术如光声光谱、热透镜光谱、光热偏转技术等具有极高的探测灵敏度，已广泛应用于各种物质的光谱测量、弱吸收系数的测定、痕量分析、材料的光学性...     

CH_4/空气预混稀燃临吹熄火焰结构研究

预混稀燃是最具有前景代替传统扩散燃烧的清洁燃烧方式之一.然而,高速流动的预混稀燃中常出现低当量比下火焰吹熄的情况.吹熄给燃烧过程带来了极大的不稳定性.旋流和钝体是实际燃烧中常用的稳焰方式.吹熄的机理研究大多基于钝体或旋流火焰进行,但同时加入两者稳焰时的吹熄研究尚且不足.本研究基于OH-PLIF技术,在旋流加钝体稳焰下,针对CH_4/空气预混稀燃临熄火条件下的火焰面结构进行了测量和表征.研究表明,临熄火过程中火焰根部抬升逐渐增加,火焰面密度减小,火焰趋向于向回流区聚集.结果表明,火焰根部局部熄火对吹熄过程可能有重要影响,同时验证了未燃气回流促进吹熄的结论.     

全场低帧率光学微血管造影成像

针对传统激光多普勒成像空间分辨率不高的问题 ,根据动态散射信号和静态散射信号在频谱的不同 分布特性,提出一种全场低帧率光学血管造影成像技术。通过采用低帧率-短曝光的采 样模式获取散射 光信号,保证相机有足够的像素得到全场高空间分辨率图像;对粒子的时域信号进行傅立叶 变换,选取归 一化功率谱零阶矩为成像参量,实现了模拟血红细胞的浓度成像。对活体玻璃猫鱼成像实验 表明,微血管 脉络造影的空间分辨率达60μm,证明了本方法用于微血管造 影成像的可行性。与眼底照相机相结合, 其有望发展为一种实用的无需造影剂的眼底微血管造影成像技术。     

汽油机燃用含氧混合燃料时燃烧特性和碳氢排放的研究

开展了汽油机燃用含氧混合燃料时燃烧特性和碳氢排放的研究 ,分析了质量燃烧率和发动机碳氢排放。基于实测示功图的计算结果表明 ,与汽油相比 ,燃用汽油 乙醚混合燃料可明显缩短火焰发展角和快速燃烧角。当汽油中加入的醇类燃料比例较小时 ,与燃用汽油相比 ,可缩短火焰发展角和明显缩短快速燃烧角 ;而当汽油中加入的醇类燃料比例较大时 ,反而会增加火焰发展角和快速燃烧角。试验结果表明 ,与燃用汽油相比 ,燃用含氧混合燃料可降低发动机碳氢排放量 ,燃用汽油 乙醚混合燃料比燃用汽油 醇类混合燃料具有更低的碳氢排放。     

初始温度/压力对天然气层流燃烧速率的影响

在定容燃烧弹内利用高速纹影摄像法研究了不同初始温度和初始压力下不同当量比的天然气-空气混合气的火焰传播过程,并结合火焰传播照片分析了初始压力和初始温度对混合气层流燃烧速率的影响.研究表明,天然气-空气混合气的无拉伸火焰传播速率和无拉伸层流燃烧速率随当量比的增加先增大后减小,且最大值出现在化学当量比附近.火焰传播速率和层流燃烧速率均随着初始压力的升高而降低,随着初始温度的升高而提高.     

干涉直条纹周期测量及其在位相检测中的应用

干涉条纹周期是干涉精密测量中的一个较为重要的参数.为了可以简单快速而不失准确性地测量条纹周期,采用了图像处理实现干涉条纹周期测量的较为简单实用的算法.通过MATLAB平台设计相应的图像数据处理软件,分析影响条纹周期测量精度的因素,给出处理过程对条纹倾斜度的要求,并应用于相板的位相的定量检测,获得了相板的位相大小.结果表明,测量相位精度达λ/20～λ/50或π/10～π/25.这一结果对位相物体的厚度和折射率的测量有很大的帮助.     

一种新型的自适应模糊中值滤波算法

针对传统中值滤波算法不能很好地保护图像细节以及受严重噪声污染时性能急剧下降的情况,提出了一种新型的自适应模糊中值滤波算法。通过比较滤波窗口内像素点的灰度值与像素点灰度值的均值定义了模糊滤波系数,利用此模糊滤波系数对滤波方法进行加权,得到一种加权中值滤波器。通过对小窗口内的灰度值不等于最大灰度值和最小灰度值的像素点的检测自适应调整窗口大小,对超过设定的最大窗口的情况,噪声点的灰度值用四个相邻的已处理的像素点灰度值的均值进行替换。仿真结果表明,新算法具有较好的细节保护能力和较强的去除噪声能力。     

钝体甲烷火焰高掺氢比吹熄机理的大涡模拟

基于开源软件OpenFOAM使用增厚火焰模型结合甲烷骨架机理,采用大涡模拟研究了实验室尺度高掺氢比甲烷钝体火焰吹熄的过程.通过对比相同流量不同掺氢比的甲烷氢气混合气火焰的吹熄过程,研究高氢含量对吹熄过程的影响.采用OH-PLIF和PIV测量了钝体火焰组分场和流场.模拟与实验结果吻合良好,模拟能够很好地捕捉火焰结构和流场...     

多组分固体粉末的光声检测

为了快速无损地鉴别物质的成分,提高光声光谱(PAS)检测多组分固体粉末物的能力,对光声光谱固体颗粒物检测系统和光声信号提取分析方法进行了研究。根据R-G理论,优化设计了基于传声器的非共振圆形光声池。组建了由大功率氙灯、斩波器、锁相放大器、光栅单色仪、数据采集系统和光声池等主要部件构成的系统。采用高灵敏度的声探测器和透过率高的光窗,使用低噪声高信噪比(SNR)放大电路,增强光声信号的强度。实验证实,检测系统性能稳定可靠。采用小波分析提高光声信号分析能力。将硝基化合物粉末和硫酸铜粉末混合物光声信号与两种物质各自的光声信号分析对比,方便准确快速地判断两种物质的存在,为物质鉴别提供依据。