Команда Science Island досягає нових успіхів у вимірюванні тиску горіння під високим тиском за допомогою технології TDLAS

Нещодавно команда дослідників Гао Сяомін та Лю Куна з Інституту Анькуан Інституту матеріалознавства Хефея Академії наук Китаю досягла нового прогресу у вимірюванні тиску середовища при високій температурі за допомогою технології регульованої лазерної абсорбційної спектроскопії (TDLAS) і пов’язаних досліджень. було опубліковано у всесвітньо відомому журналі Optics Letters під назвою Dual-Color Laser Absorption Spectroscopy for Combustion Diagnostics, автором якого є асоційований науковий співробітник Ван Гуйші.
Горіння під високим тиском є ​​важливим параметром для підвищення ефективності та потужності згоряння, для поточних контактних датчиків тиску як основного засобу вимірювання тиску, стикаючись із стійкістю до низьких температур, дрейфом високої чутливості до температури, перешкодами в полі потоку згоряння та іншими проблемами, щоб проводити високотемпературне середовище згоряння технології вимірювання тиску на дослідження та розробки авіаційних двигунів та інші аспекти важливого застосування значення TDLAS через багатопараметричне (температура, тиск, концентрація тощо) одночасно вимірювання, TDLAS привернув велику увагу завдяки своїй високій швидкості, високій чутливості та сильній здатності запобігати перешкодам, і він демонструє великі перспективи розвитку в діагностиці горіння. Однак на традиційне вимірювання тиску TDLAS впливає зміна молекулярної концентрації, що обмежує точність вимірювання та застосування.
Щоб вирішити проблему впливу інтерференції молекулярної концентрації на вимірювання тиску, команда, включно з дослідником Кун Лю, асоційованим науковим співробітником Гуіші Ваном і докторантом Руйфен Ваном, запропонувала новий метод вимірювання тиску за допомогою двоколірної лазерної абсорбційної спектроскопії для вирішення проблеми проблема впливу молекулярної концентрації. У цьому методі використовуються дві лінії поглинання поблизу смуг 1343 нм і 1392 нм молекул H 2 O та інвертується тиск, використовуючи лінійну комбінацію ширини ліній Лоренца двох ліній поглинання для реалізації вимірювань тиску, імунізованих молекулярною концентрацією. Коефіцієнти комбінації точно відкалібровано в діапазоні температур 473-1273 K (Кельвін, 0K=-273.15 градусів) за допомогою експериментів, реалізуючи безконтактний, високоточний, високошвидкісний вимірювання тиску в середовищах з високою температурою, з точністю вимірювання 3% і швидкістю вимірювання 20 кГц (кілогерц). Очікується, що цей технологічний прорив розширить діагностику горіння TDLAS від поточних вимірювань температури та концентрації до багатопараметричних вимірювань «температури, концентрації та тиску» у трьох вимірах.
Ця дослідницька робота підтримується Національним фондом природничих наук Китаю (NSFC) та іншими програмами.

Новий метод визначення тиску за допомогою двоколірної лазерної абсорбційної спектроскопії.
(a) Експериментальна установка; (b) Спектральний сигнал; (c) Результати високошвидкісного безперервного вимірювання тиску при 1300 К, 5,04 бар при 20 кГц.