基于波长调制光谱技术的气体温度和组分浓度场二维重建测量方法研究

• 作者: 屈东胜 洪延姬 王广宇 辛明原
• 来源期刊: 中国激光
• 学科: 物理学
• 关键词: 光谱学 波长调制光谱 燃烧场 二维分布 积分吸光度
• 年，卷（期）: 2018,（1）
• 所属期刊栏目: 光谱学
• 页码范围: 275-284
• 页数: 10页
• 分类号: O433.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/CJL201845.0111001

摘要

提出了基于波长调制光谱(WMS)方法实现非均匀燃烧场气体温度和H2O组分浓度场二维重建的测量方法.利用实验测得的2f/1f信号,通过数值仿真与迭代实现了激光穿过非均匀燃烧场后积分吸光度的测量,进而利用重建算法实现了燃烧场的二维分布测量.选用H2O的两组谱线对针对单高斯分布和阶跃分布模型开展了数值仿真研究,并采用频分复用方法在乎面燃烧火焰中开展了实验研究.结果表明:基于WMS方法的二维重建测量精度较高,在单高斯分布模型中,7185.60 cm-1和7454.45 cm-1谱线对的温度和H2O浓度的重建误差分别小于2％和2.5％;在对温度敏感的区间内,所选谱线对的重建误差较小,在对温度不敏感的区间内,重建误差较大;火焰中心区域的重建结果与预测值一致,温度重建误差小于3.2％,在温度阶跃变化的边缘区域,重建效果较差,原因在于WMS方法和代数迭代算法对温度阶跃变化流场不敏感.