基于可調(diào)諧激光吸收光譜技術(shù)的溫度測(cè)量方法研究.pdf

1、燃燒診斷中，測(cè)量參數(shù)主要包括燃燒溫度和氣體產(chǎn)物的濃度。對(duì)高溫燃燒環(huán)境中這兩個(gè)參數(shù)的測(cè)量研究具有重要的意義。目前，激光光譜法作為先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)快速、非接觸，多組分多參量同時(shí)測(cè)量。
　　本文采用可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy，TDLAS)技術(shù)對(duì)燃燒環(huán)境的溫度測(cè)量進(jìn)行研究。對(duì)氣體分子吸收光譜理論和測(cè)溫方法、譜線對(duì)選取、設(shè)計(jì)系統(tǒng)并實(shí)驗(yàn)進(jìn)行四位一體的

2、研究。為驗(yàn)證TDLAS理論測(cè)溫的可行性及工程化應(yīng)用提供有力支持。
　　測(cè)溫理論方面，介紹氣體吸收譜線的線強(qiáng)度和線型等相關(guān)理論。詳細(xì)分析TDLAS技術(shù)測(cè)溫的不同方法，并給出對(duì)應(yīng)的溫度反演算法。研究直接吸收和波長(zhǎng)調(diào)制方法測(cè)溫模型，對(duì)比兩種方法優(yōu)缺點(diǎn)，確定采用波長(zhǎng)調(diào)制法來(lái)測(cè)量二次諧波信號(hào)反演溫度值。
　　特征譜線對(duì)選取方面，利用程序軟件提取光譜參數(shù)數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)詳細(xì)的吸收譜線對(duì)選擇方案，確定燃燒場(chǎng)溫度檢測(cè)中可采用多分子譜線對(duì)的方法進(jìn)行

3、溫度測(cè)量。進(jìn)行吸收線型模擬，選出H2O水分子和CO2氣體分子對(duì)應(yīng)的譜線對(duì)。通過(guò)數(shù)據(jù)模擬，分析所選譜線對(duì)的測(cè)溫上限和靈敏度。
　　系統(tǒng)構(gòu)建設(shè)計(jì)方面，結(jié)合譜線對(duì)的選擇結(jié)果及系統(tǒng)分析，選取符合的器件型號(hào)，并對(duì)激光器和探測(cè)器等主要儀器進(jìn)行參數(shù)分析及性能測(cè)試。通過(guò)調(diào)制測(cè)試實(shí)驗(yàn)，選定適合的調(diào)制參數(shù)。
　　初步實(shí)驗(yàn)論證方面，通過(guò)設(shè)計(jì)以CO2分子為目標(biāo)分子對(duì)燃燒爐的環(huán)境溫度進(jìn)行測(cè)量實(shí)驗(yàn)，并提出用實(shí)驗(yàn)標(biāo)定的方式計(jì)算雙譜線測(cè)溫算法中的調(diào)制系數(shù)值