在研究燃燒過(guò)程的復(fù)雜物理化學(xué)變化時(shí)，燃燒流場(chǎng)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(chǎng)中隱藏的秘密。
PLIF系統(tǒng)的測(cè)量原理基于激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)。特定波長(zhǎng)的激光束被發(fā)射到燃燒流場(chǎng)中，當(dāng)這一激光與流場(chǎng)中的特定分子相互作用時(shí)，會(huì)激發(fā)這些分子使其躍遷到較高能級(jí)。處于高能級(jí)的分子不穩(wěn)定，在返回基態(tài)的過(guò)程中會(huì)發(fā)出熒光。通過(guò)收集和分析這些熒光信號(hào)，就可以獲取關(guān)于燃燒流場(chǎng)的各種信息。
在測(cè)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(chǎng)中代表特定的物理化學(xué)過(guò)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(shí)，要根據(jù)研究需求和流場(chǎng)特點(diǎn)確定激光的波長(zhǎng)、脈沖能量和脈沖寬度等參數(shù)。合適的激光參數(shù)對(duì)于有效激發(fā)示蹤劑分子和獲取高質(zhì)量的熒光信號(hào)至關(guān)重要。
當(dāng)激光照射到燃燒流場(chǎng)后，熒光信號(hào)的收集工作便開始了。通常采用高靈敏度的探測(cè)器，如加強(qiáng)型電荷耦合器件（ICCD）相機(jī)。ICCD相機(jī)具有高增益、低噪聲和快速門控等特點(diǎn)，能夠在極短的時(shí)間內(nèi)捕捉到微弱的熒光信號(hào)。為了全面了解燃燒流場(chǎng)的結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)變化，需要從多個(gè)角度和位置進(jìn)行熒光信號(hào)的采集。通過(guò)精確控制激光片光的方向和位置，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)燃燒流場(chǎng)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(duì)圖像進(jìn)行背景噪聲扣除，以提高信噪比。然后根據(jù)熒光強(qiáng)度與被測(cè)物理量之間的關(guān)系進(jìn)行定量分析。例如，通過(guò)熒光強(qiáng)度可以計(jì)算出流場(chǎng)中的溫度、組分濃度等參數(shù)的分布。同時(shí)，利用圖像處理算法對(duì)熒光圖像進(jìn)行處理，可以得到流場(chǎng)的渦流結(jié)構(gòu)、火焰前鋒位置等信息。
總之，PLIF燃燒流場(chǎng)診斷系統(tǒng)的測(cè)量方法為我們深入研究燃燒過(guò)程提供了強(qiáng)大的工具。從測(cè)量原理到實(shí)際操作，再到數(shù)據(jù)處理與分析，每個(gè)環(huán)節(jié)都相輔相成，共同幫助我們揭示燃燒流場(chǎng)的奧秘，推動(dòng)燃燒科學(xué)的發(fā)展。
