光谱层析成像技术重建火焰三维温度场

"光谱层析成像法是一种利用高速分层摄像控制系统来重建火焰温度场的技术，通过图像反演算法和彩色三基色测温方法，可以构建火焰的三维温度分布。这种方法对于研究燃烧火焰的参数，如密度、浓度场等具有重要意义。尽管现有的火焰CT技术在测量和研究中已有贡献，但往往设备复杂、成本高昂，限制了其广泛应用。光谱层析成像法则提供了一种更简洁、实用的解决方案，具有较高的空间和时间分辨率。" 本文详细介绍了光谱层析成像法的基本原理和应用。在温度测量中，一个连续的三维发光体（如火焰）可以视为多个二维发光断层的组合。通过高速聚焦摄像，捕获各个断层的辐射图像，然后利用图像反演算法重构原始图像。在此基础上，结合彩色三基色测温技术，可以分析出每个断层的温度，从而构建出火焰的三维温度场。 作者们提到了现有火焰温度场测量方法的局限性，如干涉、全息干涉、莫尔偏折等CT技术，它们虽然具有独特的技术优势，但实施起来复杂且费用昂贵，不利于现场应用。相比之下，光谱层析成像法基于光学分层显微成像技术，并结合现代数字图像处理，大大简化了实验设备，提高了方法的实用性。 实验部分，作者们通过蜡烛火焰的测试验证了光谱层析成像法的有效性。他们指出，这种方法不仅理论上严密，而且在实际操作中表现出良好的可行性和较高的精度，具备良好的空间和时间分辨率，对于理解和研究火焰的三维结构和动态特性具有重要的科学价值。 光谱层析成像法为火焰温度场的测量提供了新的思路，为热能工程和燃烧研究提供了更为经济有效的工具，有助于推动相关领域的研究和发展。