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摘要

温度是衡量燃烧效率的重要参数之一, 温度的测量对工业燃烧过程的节能减排控制和发动机状态诊断等都具有重要意义. 可调谐半导体吸收光谱技术是一种非侵入式测量技术, 具有较强的环境适应性, 可实现快速、原位检测. 本文基于H ₂O在7185.6, 6807.8以及7444.35/37 cm ^–1三条吸收线集成测量系统, 三只激光器为时分复用方式, 选择波长调制技术, 利用扣除背景的1 f归一化2 f信号反演燃烧流场温度, 通过直接比较实际测量的谐波信号与建立的吸收模型获得的谐波信号, 实现了某型号发动机模型喷口温度的准确测量, 测量系统时间分辨小于1 ms, 最高测量温度和最大压强可到1512 K和10.58 atm (1 atm = 1.013 × 10 ⁵Pa), 测量误差小于5.68%, 验证了该测量方法的实用性和系统的稳定性.

关键词:

Abstract

Temperature is one of the important parameters to measure the combustion efficiency. The measurement of temperature is of great significance for saving energy and reducing emission in industrial combustion process and diagnosing the engine state. The tunable diode laser absorption spectroscopy is a non-invasive measurement technology with strong environmental adaptability for fast, in-situ detection. Based on the three absorption lines of H ₂O at 7185.6 cm ^–1, 6807.8 cm ^–1and 7444.35/37 cm ^–1, the wavelength modulated spectrum absorption model is established and laboratory-calibrated; using the background-subtracting WMS-2f/1f method and the best fit method, the temperature is measured. The outlet temperature of the single-head combustion chamber is accurately realized. The outlet temperature of the single-sector combustion chamber is also accurately measured. The measurement is verified in a pressure range of 3.39－10.58 atm and a temperature range of 958－1512 K. The time resolution of the measurement system is less than 1 ms, and the measurement error is less than 5.68%, thus verifying the practicality of the measurement method and the stability of the measurement system.

Keywords:

作者及机构信息

1.
2.
3.

通信作者:阚瑞峰,kanruifeng@aiofm.ac.cn

基金项目:国家重点研发计划(批准号: 2016YFC0201104)资助的课题

Authors and contacts

1.
2.
3.

Corresponding author:Kan Rui-Feng,kanruifeng@aiofm.ac.cn

Funds:Project supported by the National Key Research and Development Program of China (Grant No. 2016YFC0201104)

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参考文献

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[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]

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${\upsilon _0}$/cm^–1	$S({T_0})$@296 K/cm^–2·atm^–1	E''/cm^–1	γ_air0/cm^–1·atm^–1	γ_self/cm^–1·atm^–1
7185.60	1.91 × 10^–2	1045.06	0.041	0.198
6807.83	6.03 × 10^–6	3319.45	0.098	0.183
7444.35/37	1.10 × 10^–3	1774/1806	0.019/0.0153	0.2/0.23

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State	Pressure/atm	Flow/kg·s^–1	Average temperature/K
1	3.49	0.511	958
2	7.04	0.997	1420
3	10.58	1.48	1512

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	State & illustrate	State 1	State 2	State 3
First group	Average temperature/K	975.41	1481.29	1596.33
	Absolute error/K	17.41	61.29	84.33
	Relative error/%	1.82	4.32	5.58
Second group	Average temperature/K	980.57	1473.66	1595.77
	Absolute error/K	22.57	53.66	83.77
	Relative error/%	2.36	3.78	5.54
Third group	Average temperature/K	982.91	1481.46	1601.50
	Absolute error/K	24.91	61.46	89.50
	Relative error/%	2.60	4.33	5.92
Total	Average temperature/K	979.63	1478.80	1597.87
	Absolute error/K	21.63	58.80	85.87
	Relative error/%	2.26	4.14	5.68

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[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]

[1]	肖宏宇, 李勇, 鲍志刚, 佘彦超, 王应, 李尚升.触媒组分对高温高压金刚石大单晶生长及裂纹缺陷的影响. 必威体育下载 , 2023, 72(2): 020701.doi:10.7498/aps.72.20221841
[2]	黄知秋, 李启正, 张猛, 彭志敏, 杨乾锁.利用波长慢速扫描和快速调制激光吸收光谱实验数据反演光谱吸收函数的理论和实验研究. 必威体育下载 , 2023, 72(12): 123301.doi:10.7498/aps.72.20230371
[3]	王亚民, 吴昊龙, 陶蒙蒙, 李国华, 王晟, 叶景峰.室温下CO的近红外波段宽光谱吸收测量. 必威体育下载 , 2023, 72(22): 224207.doi:10.7498/aps.72.20230557
[4]	田春玲, 刘海燕, 王彪, 刘福生, 甘云丹.稠密流体氮高温高压相变及物态方程. 必威体育下载 , 2022, 71(15): 158701.doi:10.7498/aps.71.20220124
[5]	聂伟, 阚瑞峰, 许振宇, 姚路, 夏晖晖, 彭于权, 张步强, 何亚柏.基于TDLAS技术的水汽低温吸收光谱参数测量. 必威体育下载 , 2017, 66(20): 204204.doi:10.7498/aps.66.204204
[6]	谭晓明, 赵刚, 张迪.BaCrSi4O10与AgGaSe2:Cr2+吸收光谱的精细结构及自旋单态对零场分裂参量的影响. 必威体育下载 , 2016, 65(10): 107501.doi:10.7498/aps.65.107501
[7]	房超, 贾晓鹏, 颜丙敏, 陈宁, 李亚东, 陈良超, 郭龙锁, 马红安.高温高压下氮氢协同掺杂对{100}晶面生长宝石级金刚石的影响. 必威体育下载 , 2015, 64(22): 228101.doi:10.7498/aps.64.228101
[8]	高进云, 张庆礼, 王小飞, 刘文鹏, 孙贵华, 孙敦陆, 殷绍唐.Nd3+掺杂GdTaO4的吸收光谱分析和晶场计算. 必威体育下载 , 2015, 64(12): 124209.doi:10.7498/aps.64.124209
[9]	张嵩波, 王方标, 李发铭, 温戈辉.高温高压方法合成碳包覆-Fe2O3纳米棒及其磁学性能. 必威体育下载 , 2014, 63(10): 108101.doi:10.7498/aps.63.108101
[10]	肖宏宇, 李尚升, 秦玉琨, 梁中翥, 张永胜, 张东梅, 张义顺.高温高压下掺硼宝石级金刚石单晶生长特性的研究. 必威体育下载 , 2014, 63(19): 198101.doi:10.7498/aps.63.198101
[11]	高进云, 孙敦陆, 罗建乔, 李秀丽, 刘文鹏, 张庆礼, 殷绍唐.高浓度Er3+掺杂Y3Sc2Ga3O12晶体的吸收光谱与晶体场模型研究. 必威体育下载 , 2014, 63(14): 144205.doi:10.7498/aps.63.144205
[12]	王贵师, 易红明, 蔡廷栋, 汪磊, 谈图, 张为俊, 高晓明.基于石英音叉增强型光谱技术(QEPAS)的实时探测系统研究. 必威体育下载 , 2012, 61(12): 120701.doi:10.7498/aps.61.120701
[13]	吕晓静, 翁春生, 李宁.高压环境下1.58 μm波段CO2吸收光谱特性分析. 必威体育下载 , 2012, 61(23): 234205.doi:10.7498/aps.61.234205
[14]	王晓波, 马维光, 王晶晶, 肖连团, 贾锁堂.单光子波长调制吸收光谱用于1.5 m激光器的波长锁定. 必威体育下载 , 2012, 61(10): 104205.doi:10.7498/aps.61.104205
[15]	李宁, 翁春生.非标定波长调制吸收光谱气体测量研究. 必威体育下载 , 2011, 60(7): 070701.doi:10.7498/aps.60.070701
[16]	秦杰明, 王皓, 曾繁明, 李建利, 万玉春, 刘景和.高温高压下MgxZn1-xO固溶体的制备. 必威体育下载 , 2010, 59(12): 8910-8914.doi:10.7498/aps.59.8910
[17]	王飞, 黄群星, 李宁, 严建华, 池涌, 岑可法.利用可调谐半导体激光光谱技术对含尘气体中NH3的测量. 必威体育下载 , 2007, 56(7): 3867-3872.doi:10.7498/aps.56.3867
[18]	王策, 陈晓波, 张春林, 张蕴芝, 陈鸾, 马辉, 李崧, 高爱华.Er3+：GdVO4中Er3+离子的光谱参数计算和晶场中能级分裂的讨论. 必威体育下载 , 2007, 56(10): 6090-6097.doi:10.7498/aps.56.6090
[19]	孙小伟, 褚衍东, 刘子江, 刘玉孝, 王成伟, 刘维民.高温高压下闪锌矿相GaN结构和热力学特性的分子动力学研究. 必威体育下载 , 2005, 54(12): 5830-5836.doi:10.7498/aps.54.5830
[20]	邵杰, 高晓明, 袁怿谦, 杨　颙, 曹振松, 裴世鑫, 张为俊.信号处理改善波长调制光谱灵敏度的实验研究. 必威体育下载 , 2005, 54(10): 4638-4642.doi:10.7498/aps.54.4638

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