使用近红外二极管激光实时测量CH4/空气预混火焰温度和水蒸气

"该文介绍了一种利用近红外二极管激光器在线测量CH4/空气预混火焰中温度和水蒸气浓度的方法。通过分析视线特性，建立了一个单二极管激光传感器系统。虽然考虑了视线路径的影响，但温度测量结果并非路径平均值。实验在平坦燃烧器上进行，采用扫描波长直接吸收光谱法，利用7153.75 cm^-1和7154.35 cm^-1两个相邻的水线进行实时测量。数据通过数据采集卡和Labview处理程序获取。温度和水蒸气浓度的测量标准不确定性分别为2.3%和5.1%。此研究涉及的光学技术标签包括吸收光谱、可调谐二极管、路径积分以及预混火焰，与光学代码300.1030、300.6260、300.6340相关。" 本文是关于在CH4/空气预混火焰中实时监测温度和水蒸气浓度的研究，主要采用了近红外二极管激光技术。预混火焰是一种重要的燃烧模式，广泛应用于工业和能源领域，对火焰中的温度和湿度精确控制对于提高燃烧效率和减少污染物排放至关重要。 研究人员建立了一个单二极管激光传感器系统，利用了吸收光谱法，这是一种基于分子对特定波长光的吸收来探测其存在和浓度的技术。在这个实验中，他们选择7153.75 cm^-1和7154.35 cm^-1两个相邻的水吸收线，这是因为水分子在这些波长有强烈的吸收，使得测量更加灵敏。通过扫描波长，可以获取火焰中水蒸气的浓度信息。 由于火焰的非均匀性，视线路径的性质被详细分析。然而，注意到视线测量的结果并不直接代表路径上的平均温度。这意味着需要对测量数据进行校正以反映真实的空间温度分布。数据采集卡与Labview数据处理程序的结合使用，使得能够实时获取和处理这些高精度的测量结果。 实验结果表明，温度和水蒸气浓度的测量具有良好的准确性和稳定性，标准不确定性分别达到了2.3%和5.1%，这在实际应用中是非常高的精度水平。这些研究成果对于理解和优化预混火焰的燃烧过程，以及开发更有效的燃烧控制策略具有重要意义。 涉及到的技术标签，如“吸收光谱”指的就是文中所用的基于吸收的测量方法；“可调谐二极管”是指可以改变发射波长的激光二极管，以匹配目标分子的吸收特征；“路径积分”可能是指考虑到视线路径上的累积效应；而“预混火焰”则指的是燃料和氧化剂预先混合后点燃的火焰状态。光学代码300.1030、300.6260、300.6340可能与特定的光谱区域或吸收线的标识有关，这些编码通常用于科学研究中的分类和检索。