Science Island Team gör nya framsteg inom högtrycksmätning av förbränningstryck med hjälp av TDLAS-teknik

Nyligen har teamet av forskare Gao Xiaoming och Liu Kun från Ankuang Institute of Hefei Institute of Materials Science, Chinese Academy of Sciences, gjort nya framsteg inom högtemperaturmiljötryckmätning med Tunable Laser Absorption Spectroscopy (TDLAS) teknologi, och relaterad forskning publicerades i den internationellt kända tidskriften Optics Letters under titeln Dual-Color Laser Absorption Spectroscopy for Combustion Diagnostics, med motsvarande författare som Associate Researcher Wang Guishi.
Högtrycksförbränning är en viktig parameter för att förbättra förbränningseffektiviteten och kraften, för de aktuella kontakttryckssensorerna som det huvudsakliga sättet för tryckmätning, som möter lågtemperaturmotstånd, hög temperaturkänslighetsdrift, störning av förbränningsflödesfältet och andra frågor, för att utföra högtemperaturförbränningsmiljön för tryckmätningstekniken på flygmotorns forskning och utveckling och andra aspekter av den viktiga tillämpningen av värdet på TDLAS på grund av multiparametern (temperatur, tryck, koncentration, etc.) samtidigt mätning har TDLAS väckt stor uppmärksamhet på grund av sin snabba hastighet, höga känslighet och starka anti-interferensförmåga, och den visar stora utvecklingsmöjligheter inom förbränningsdiagnostik. Den traditionella TDLAS-tryckmätningen påverkas dock av förändringen av molekylär koncentration, vilket begränsar mätnoggrannheten och tillämpningen.
För att ta itu med problemet med interferenspåverkan av molekylär koncentration på tryckmätning, föreslog teamet, inklusive forskaren Kun Liu, biträdande forskaren Guishi Wang och postdoktor Ruifeng Wang, en ny metod för tryckavkänning med tvåfärgslaserabsorptionsspektroskopi för att lösa problemet problem med påverkan på molekylär koncentration. Metoden använder två absorptionslinjer nära 1343 nm- och 1392 nm-banden av H 2O-molekyler och inverterar trycket med hjälp av en linjär kombination av Lorentz-linjebredderna för de två absorptionslinjerna för att realisera molekylärkoncentrationsimmuniserade tryckmätningar. Kombinationskoefficienterna är noggrant kalibrerade i temperaturintervallet 473-1273 K (Kelvin, 0K=-273.15 grader ) genom experiment, för att uppnå beröringsfri, hög precision, hög hastighet mätning av tryck i högtemperaturmiljöer, med en mätnoggrannhet på 3 % och en mäthastighet på 20 kHz (kilohertz). Detta tekniska genombrott förväntas utöka TDLAS-förbränningsdiagnostiken från nuvarande temperatur- och koncentrationsmätningar till flerparametermätningar av "temperatur, koncentration och tryck" i tre dimensioner.
Detta forskningsarbete stöds av National Natural Science Foundation of China (NSFC) och andra program.

En ny metod för tryckavkänning med tvåfärgslaserabsorptionsspektroskopi.
(a) Experimentell uppställning; (b) Spektralsignal; (c) Höghastighets kontinuerliga tryckmätningsresultat vid 1300K, 5,04 bar vid 20 kHz.