在研究燃燒過程的復(fù)雜物理化學(xué)變化時，燃燒流場診斷系統(tǒng)成為了科研人員的得力助手。它為我們揭示了燃燒流場中隱藏的秘密。
PLIF系統(tǒng)的測量原理基于激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)。特定波長的激光束被發(fā)射到燃燒流場中，當這一激光與流場中的特定分子相互作用時，會激發(fā)這些分子使其躍遷到較高能級。處于高能級的分子不穩(wěn)定，在返回基態(tài)的過程中會發(fā)出熒光。通過收集和分析這些熒光信號，就可以獲取關(guān)于燃燒流場的各種信息。
在測量前，需要選擇合適的示蹤劑分子，這些分子應(yīng)具有良好的熒光特性且能在燃燒流場中代表特定的物理化學(xué)過程。例如，在一些燃燒研究中，常使用特定的燃料分子或添加的少量熒光物質(zhì)作為示蹤劑。同時，要根據(jù)研究需求和流場特點確定激光的波長、脈沖能量和脈沖寬度等參數(shù)。合適的激光參數(shù)對于有效激發(fā)示蹤劑分子和獲取高質(zhì)量的熒光信號至關(guān)重要。
當激光照射到燃燒流場后，熒光信號的收集工作便開始了。通常采用高靈敏度的探測器，如加強型電荷耦合器件（ICCD）相機。ICCD相機具有高增益、低噪聲和快速門控等特點，能夠在極短的時間內(nèi)捕捉到微弱的熒光信號。為了全面了解燃燒流場的結(jié)構(gòu)和動態(tài)變化，需要從多個角度和位置進行熒光信號的采集。通過精確控制激光片光的方向和位置，可以實現(xiàn)對燃燒流場不同層面的掃描。
獲取熒光圖像后，緊接著就是數(shù)據(jù)處理與分析環(huán)節(jié)。首先對圖像進行背景噪聲扣除，以提高信噪比。然后根據(jù)熒光強度與被測物理量之間的關(guān)系進行定量分析。例如，通過熒光強度可以計算出流場中的溫度、組分濃度等參數(shù)的分布。同時，利用圖像處理算法對熒光圖像進行處理，可以得到流場的渦流結(jié)構(gòu)、火焰前鋒位置等信息。
總之，PLIF燃燒流場診斷系統(tǒng)的測量方法為我們深入研究燃燒過程提供了強大的工具。從測量原理到實際操作，再到數(shù)據(jù)處理與分析，每個環(huán)節(jié)都相輔相成，共同幫助我們揭示燃燒流場的奧秘，推動燃燒科學(xué)的發(fā)展。
