【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，中國科學院合肥物質(zhì)院安光所高曉明研究員、劉錕研究員團隊在激光吸收光譜高溫、高壓測量方面取得新進展，相關(guān)研究以《H2O高溫高壓寬帶吸收光譜免基線反演方法》為題發(fā)表在國際知名期刊Optics Letters(SCI二區(qū)，IF=3.6)上，通訊作者為劉錕研究員。
溫度、壓力是表征燃燒效率和動力的重要參數(shù)，燃燒場溫度、壓力的快速測量對發(fā)動機等研發(fā)、測試至關(guān)重要。針對現(xiàn)有接觸式壓力、溫度傳感器耐溫受限、干擾燃燒流場等瓶頸問題，開展非接觸式激光光譜高溫、高壓測量技術(shù)具有重要的應(yīng)用價值。激光吸收光譜因多參數(shù)(溫度、壓力、濃度等)同時測量、快速、非接觸等特點而備受關(guān)注，在燃燒診斷方面展現(xiàn)出巨大的發(fā)展前景。但對譜線嚴重加寬的高壓環(huán)境應(yīng)用仍然面臨諸多挑戰(zhàn)。
針對高壓光譜加寬嚴重、譜線相互混疊、基線淹沒等導(dǎo)致常規(guī)技術(shù)手段難于處理光譜信息問題，團隊劉錕研究員、黃天旭博士等人提出一種高溫高壓寬帶吸收光譜免基線處理新方法，解決基線淹沒、譜線加寬混疊的高壓光譜數(shù)據(jù)處理問題。該方法采用H2O分子在近紅外的系列吸收譜線，采用包絡(luò)法取代常規(guī)基線處理方法，解決高壓光譜無基線問題，實現(xiàn)高溫高壓光譜數(shù)據(jù)的處理和溫度、壓力、濃度的多參數(shù)同步反演測量。通過在1273K(開爾文)溫度范圍和70atm(標準大氣壓)壓力范圍內(nèi)實驗測量，驗證了新方法的可靠性，實現(xiàn)高溫環(huán)境下壓力、溫度、濃度的非接觸、高速測量，測量誤差優(yōu)于2%，測量速度達到50kHz(赫茲)。這一技術(shù)突破有望把激光吸收光譜燃燒診斷從當前的低壓溫度、濃度測量擴展到高壓環(huán)境“溫度、濃度、壓力”的三維多參數(shù)測量。
該研究工作得到國家自然科學基金(No. 61775221)等項目的資助。
H2O高溫高壓寬帶吸收光譜免基線反演方法。 (1) 包絡(luò)法理論模型；(2) 試驗測量裝置；(3) 不同溫壓反演結(jié)果
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