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燃烧流场线CARS测温技术研究
  • ISSN号:1000-0593
  • 期刊名称:《光谱学与光谱分析》
  • 时间:0
  • 分类:O433.1[机械工程—光学工程;理学—光学;理学—物理]
  • 作者机构:[1]中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所高超声速冲压发动机技术重点实验室,四川绵阳621000, [2]中国空气动力研究与发展中心设备设计及测试技术研究所,四川绵阳621000
  • 相关基金:国家自然科学基金面上项目(11272337,11272338); 高超声速冲压发动机技术重点实验室开放基金项目(STS/MY-KFKT-2015001)资助
中文摘要:

常规CARS采用凸透镜聚焦多束激光于空间一点,在满足相位匹配条件下产生携带该点温度信息的CARS信号。常规CARS一次只能测量一个空间点的温度,难以满足燃烧流场深入研究需要。为了提高CARS测量能力,使得CARS在一次测量中获得更多信息,提出了线CARS测量方法。线CARS测量方法在常规CARS基础上采用柱面凸透镜替换普通凸透镜,使得聚焦位置由焦点变为焦线。由于焦线上的点大部分满足相位匹配关系,因此可以同时获得多点CARS信号。后续光路同样采用柱面凸透镜替换普通凸透镜,通过光谱仪和ICCD相机将CARS信号传输至计算机,解析出聚焦线上CARS信号对应的温度信息,实现CARS测量能力由"点"到"线"的提升。基于平面火焰炉的燃烧实验结果表明:线CARS可以一次有效测量200个空间点的温度信息,空间测量长度约3.6 mm,空间分辨率约18μm,测量结果相对不确定度优于7%,在保持测量精度的同时有效丰富了单次测量信息。

英文摘要:

Some laser beams meet at a single point by a convex len in normal coherent anti-Stokes Raman scattering(CARS),and the CARS signal with temperature information of the focal piont yields under phase matching.Normal CARS can only get the temperature of one spatial piont in one measurement,which can not meet the needs of deep research on combustion flow field.In order to get more information in one test and improve the measuring capacity of CARS,line CARS(L-CARS)was presented.In L-CARS,convex lens are replaced by cylindrical convex lens to get a focal line,and nearly all the points on the line meet the phase matching.So,the CARS signal of each point on the line yield in one test.Cylindrical convex lens are also used in subsequent beam path to focus the CARS signals into spectrometer,and ICCD camera transfers the signals to computer to acquire the temperature of each point.Then,the measuring capacity of CARS is advanced from piont measuring to line measuring.Experimental results based on plain flame furnace suggest that L-CARS can acquire about 200points' temperatures effectively in one test,and the length of the measuring line is about 3.6mm.The spatial resolution is about 18μm and the uncertainty is less than 7%,which is as the same as the ordinary CARS's.

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期刊信息
  • 《光谱学与光谱分析》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国光学学会
  • 主编:高松
  • 地址:北京海淀区魏公村学院南路76号
  • 邮编:100081
  • 邮箱:chngpxygpfx@vip.sina.com
  • 电话:010-62181070
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-0593
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2200/O4
  • 邮发代号:82-68
  • 获奖情况:
  • 1992年北京出版局编辑质量奖,1996年中国科协优秀科技期刊奖,1997-2000获中国科协择优支持基础性高科技学术期刊奖
  • 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,美国生物医学检索系统,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,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:40642