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燃烧场内多路径温度与H2O浓度的在线检测
  • ISSN号:0258-7025
  • 期刊名称:中国激光
  • 时间:2015.9.1
  • 页码:091500201-091200508
  • 分类:O433[机械工程—光学工程;理学—光学;理学—物理]
  • 作者机构:[1]中国科学院安徽光学精密机械研究所安徽省光子器件与材料重点实验室,安徽合肥230031, [2]中国科学技术大学,安徽合肥230022
  • 相关基金:国家自然科学基金(11204320,11204319,41405034);国家科技支撑计划(2014BAC17B03);中国科学院科研装备研制项目(YZ201315)
  • 相关项目:基于TDLAS技术的温度场和浓度场“CT”模型重建方法研究
中文摘要:

可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术以其响应速度快、灵敏度高、非接触等优点得到了广泛应用。基于该技术以燃烧参数诊断为目标,使用一台窄线宽、波长可调谐的分布反馈式(DFB)激光器产生扫描1395.51 nm和1395.69 nm两条H2O吸收谱线的激光,经1×4光纤分束器实现燃烧场内4条平行路径中温度和H2O浓度的同时在线检测,采用分段温度梯度测量方法补偿低温段对高温区域测量的影响,使中心燃烧区域温度的测量精度由原来的10%提高到3%以内。通过控制空气流量,测量三种不同燃烧状态下中心燃烧区域的温度与H2O浓度变化,结果表明,三种燃烧状态的中心燃烧区域温度差约为80 K,H2O浓度与温度变化情况一致,验证了实验系统和数据处理方法的稳定性和可行性,为下一步燃烧层析诊断及燃煤锅炉燃烧效率优化提供了支持。

英文摘要:

Tunable diode laser absorption spectroscopy(TDLAS) has been widely used in combustion diagnosis because of its excellent characteristics such as fast response, high sensitivity and non-intrusive feature. The system uses a pair of H2 O absorption lines(1395.51 nm and 1395.69 nm) by a narrow linewidth and tunable wavelength distributed feedback(DFB) laser. The laser is divided into four beams by a 1×4 optical fiber splitter to measure the temperature and H2 O concentration simultaneously. Sectional measurement is proposed to improve the temperature accuracy from 10% to 3% compared with K-type thermocouple. What′s more, the temperature and H2 O concentration at combustion center position are measured while the ratio of air and fuel changes. The results show that combustion temperature of central area at the three kinds of combustion state has difference of about 80 K, and the H2 O concentration change is well consistent with temperature change, demonstrating the stability and feasibility of the experimental setup and the data processing method. This provides strong support for tomographic diagnosis and optimization of combustion efficiency of coal-fired boiler in the future.

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期刊信息
  • 《中国激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国光学学会 中国科学院上海光学精密机械研究所
  • 主编:周炳琨
  • 地址:上海市嘉定区清河路390号
  • 邮编:201800
  • 邮箱:cjl@siom.ac.cn
  • 电话:021-69917051
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-7025
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1339/TN
  • 邮发代号:4-201
  • 获奖情况:
  • 中国自然科学核心期刊,物理学类核心期刊,无线电子学·电信技术类核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:26849