Команда Острова науки добилась нового прогресса в измерении давления сгорания при высоком давлении с использованием технологии TDLAS

Недавно группа исследователей Гао Сяомин и Лю Кунь из Института Анькуан Хэфэйского института материаловедения Китайской академии наук добилась нового прогресса в измерении давления высокотемпературной среды с помощью технологии перестраиваемой лазерной абсорбционной спектроскопии (TDLAS) и связанных с этим исследований. была опубликована во всемирно известном журнале Optics Letters под названием «Двухцветная лазерная абсорбционная спектроскопия для диагностики горения», а соответствующим автором был научный сотрудник Ван Гуйши.
Сгорание под высоким давлением является важным параметром для повышения эффективности и мощности сгорания, поскольку текущие контактные датчики давления являются основным средством измерения давления, сталкиваясь с сопротивлением низкой температуре, дрейфом чувствительности к высокой температуре, вмешательством в поле потока сгорания и другими проблемами, чтобы проводить высокотемпературную среду сгорания технологии измерения давления в исследованиях и разработках авиационных двигателей и других аспектах важного применения значения TDLAS из-за одновременного многопараметрического (температура, давление, концентрация и т. д.) Измерение TDLAS привлекло большое внимание благодаря своей высокой скорости, высокой чувствительности и сильной помехоустойчивости, а также показывает большие перспективы развития в диагностике горения. Однако на традиционное измерение давления TDLAS влияет изменение молекулярной концентрации, что ограничивает точность измерения и возможности применения.
Чтобы решить проблему интерференционного влияния молекулярной концентрации на измерение давления, группа, в которую вошли исследователь Кун Лю, научный сотрудник Гуиши Ван и постдокторант Руйфэн Ван, предложила новый метод измерения давления с помощью двухцветной лазерной абсорбционной спектроскопии для решения проблемы проблема влияния молекулярной концентрации. В этом методе используются две линии поглощения вблизи полос 1343 нм и 1392 нм молекул H 2 O, а давление инвертируется с использованием линейной комбинации ширин линий Лоренца двух линий поглощения для реализации измерений давления с учетом молекулярной концентрации. Коэффициенты комбинации точно откалиброваны в температурном диапазоне 473-1273 K (Кельвин, 0K=-273.15 градусов) посредством экспериментов, реализующих бесконтактный, высокоточный, высокоскоростной измерение давления в высокотемпературных средах, с точностью измерения 3% и скоростью измерения 20 кГц (килогерц). Ожидается, что этот технологический прорыв расширит диагностику сгорания TDLAS от текущих измерений температуры и концентрации до многопараметрических измерений «температуры, концентрации и давления» в трех измерениях.
Эта исследовательская работа поддерживается Национальным фондом естественных наук Китая (NSFC) и другими программами.

Новый метод измерения давления с помощью двухцветной лазерной абсорбционной спектроскопии.
(а) Экспериментальная установка; (б) Спектральный сигнал; (c) Результаты высокоскоростного непрерывного измерения давления при 1300 К, 5,04 бар и частоте 20 кГц.