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1.
CO是碳氢燃料不完全燃烧的重要产物,常常被作为反应燃烧效率的标志物,燃烧场CO组分浓度的精确测量对提高燃烧效率、减少污染物排放具有重要意义。离轴积分腔输出光谱(OA-ICOS)是一种利用物质对激光的特异性吸收,实现对该物质分析和测量的技术,具有非接触、稳定和高灵敏度等优点。针对燃烧场CO浓度低,背景信号干扰强等特点,采用分布反馈式(DFB)激光器搭建基于离轴积分腔输出光谱的CO浓度测量系统,通过直接吸收光谱的测量方法实现对高温燃烧场CO浓度测量。利用仿真模拟的方法,在所用激光器中心波长的附近选出了常温下谱线强度较为突出,高温下不受其他燃烧产物干扰的第一泛频带R(10)吸收谱线。通过固定光程池对比吸光度的方法标定了OA-ICOS系统的有效光程;通过比较不同扫描频率下吸收谱线的信噪比和线型拟合残差标准差,得到最佳波长扫描频率;通过测量不同浓度CO混合气体的吸收信号分析了系统误差。探究了不同燃烧情况下CH4/Air预混平焰炉上CO的产生情况,根据燃烧场测量区域温度分布情况描述了温度分布不确定度对CO测量结果的影响。当量比为1.0时,在10 ms的测量时间分辨率下,噪声等效灵敏度(NEAS)为3.67×10-7 cm-1·Hz-1,系统测量误差小于4.5%,燃烧场测量区域温度分布不确定度带来的CO浓度测量不确定度为5.6%。改变当量比从0.8到1.2时,得到平均温度变化范围为1 275~1 368 K,CO浓度变化范围为0.041%~1.57%。研究发现随着当量比的提高,燃烧场温度和CO浓度均呈上升趋势。实验结果表明将离轴积分腔输出光谱技术应用于燃烧场气体参数测量具有信噪比高、检测灵敏度高等优点,可以实现痕量气体组分浓度的精确测量。  相似文献   
2.
牛嗣亮  廖毅  饶伟  胡永明 《光学学报》2012,32(1):106003-56
对于干涉型光纤法布里-珀罗(FFP)传感系统,外界环境对解调干涉仪的扰动是其主要噪声源之一。在光纤布拉格光栅构成的FFP传感系统中,对比分析了采用参考传感器和参考光源两种抗噪方法。实验结果表明,对于单频和宽带干扰,两种方法均可提高信噪比到40dB。而且由于采用窄线宽光纤激光器作为参考光源的噪声水平较低,其差分探测结果具有更好的抗噪效果。  相似文献   
3.
从实验与理论两方面研究NaOH在水凝胶体模中的二维扩散特性.引入化学反应项,建立了刻画NaOH在蛋白质中渗透的反应扩散方程,继而对OH-在凝胶中的时空分布及不同注射浓度、不同反应速率常数下OH-的浓度分布进行了定量研究.实验利用加入酚酞指示剂的水凝胶对NaOH的扩散范围进行了刻画,与计算结果较为一致.该方法为预测NaO...  相似文献   
4.
窄线宽激光器随机发生的跳模现象,是影响光学系统稳定的重要因素.激光器线宽窄往往意味着较长的谐振腔和较小的模间隔,从而给跳模的监测带来了难度.本文提出一种基于非平衡光纤干涉仪的窄线宽光源跳模测试方法,该方法将激光器跳模的频率变化转变为干涉仪的相位变化,并通过相位产生载波(PGC)调制解调技术来检测相位信息,从而实现对跳模过程的监测.该方法灵敏度高,能够长时间连续监控,测试效果优于Fabry-Pérot干涉仪,还可在kHz量级上测量窄线宽激光器的线宽,为单纵模窄线宽激光器研究提供有效的测试手段.  相似文献   
5.
王正敏  饶伟  李德玉 《声学学报》2019,44(5):834-842
提出用亥姆霍兹共振器控制声腔内噪声时计算共振器最优阻尼比和最优工作带宽的理论公式,并进行实验验证。首先,建立共振器与待控腔体的声学耦合方程,以最小化腔体内目标声压幅值为参考,对共振器的阻尼比和工作带宽进行理论分析,求出最优阻尼比和最优工作带宽的计算公式。接着,提出在声腔噪声控制中使用最优亥姆霍兹共振器的实施步骤。最后,以一维声学腔体内的噪声为控制对象,通过对比控制前后的理论结果与实测数据,验证最优阻尼比和最优工作带宽的理论公式。结果表明,本文开发的亥姆霍兹共振器优化设计方法能准确地预报共振器的最优阻尼比与最优工作带宽,在声腔中低频噪声控制中有广泛的应用前景。   相似文献   
6.
Ba0.8Sr0.2 TiO3/CoFe2O4 (BST/CFO) magnetoelectric composite thin films of 2-2-type structures are prepared onto Pt/Ti/SiO2/Si substrates by a sol-gel process and spin coating technique. The structure of the prepared thin film is substrate/BST/CFO/. . ./CFO/BST. Three CFO ferromagnetic layers are separated from each other by a thin BST layer. The upper CFO layer is magnetostatically coupled with the lower CFO layer. Subsequent scanning electron microscopy investigations show that the prepared thin films exhibit good morphologies and have a compact structure, and the cross-sectional mierographs clearly display a multilayered nanostructure of multilayered thin films. The composite thin films exhibit good magnetic and ferroelectric properties. The spacing between ferromagnetic layers can be varied by adjusting the thickness of intermediate BST layer. It is found that the strength of magnetostatic coupling has a great impact on magnetoelectric properties of composite thin film; that is, the magnetoelectric voltage coefficient of the composite thin film tends to increase with the decrease of pacing between two neighboring CFO ferromagnetic layers as a result of magnetostatic coupling effect.  相似文献   
7.
史祥蓉  蒋晓勤  饶伟 《物理与工程》2005,15(4):53-54,60
本文以一个物理题目为例,讨论了简化条件合理性的问题,原题为了便于计算,采用“环倒下的过程中重力矩时时都与磁力矩平衡”的条件,此条件容易使学生误认为该过程是匀角速过程,并且该条件实际是不可能严格成立的,本文通过与数值解的比较说明了该简化条件的适用条件。  相似文献   
8.
发动机是飞行器动力系统的核心组件,发动机流场的动态监测可以掌握发动机内部流场的燃烧情况,对于飞行器状态监测和性能评估具有重要意义。拥有先进的诊断技术是发展发动机技术的基础,也是研制新型航空航天飞行器的必要条件之一。激光吸收光谱技术可以实现燃烧场气体参数的测量,在发动机严苛的流场环境中,吸收光谱波长调制技术(WMS)可以提高信噪比。但基于WMS解算积分吸光度和温度、浓度二维分布的方法都是以模拟退火算法(SA)为核心,因此存在执行时间较长的问题。根据随时间演化的流场光谱参数、光线分布为固定信息这一内在关联性,以及已有的WMS方法可以计算积分吸光度值,采用机器学习方法建立谐波信号(S2f/1f)与积分吸光度(A)的模型,选择极限学习机算法(ELM),其训练时间短,预测结果快。利用神经网络可以逼近真值的特性,仿真确定光线布局下不同流场模型的S2f/1fA,构造数据集对神经网络开展模型训练。在数值仿真验证中,共仿真2 000组数据集,随机选取1 800组作为训练集训练模型,其余200组作为预测集,统计测试集的预测积分吸光度平均相对误差为1.058%,决定系数平均值为0.999,验证了训练模型的可靠性。为进一步探究模型的抗噪声性,采用的方法是在测试集S2f/1f数据集中分别加入3%,5%和10%的随机噪声,统计预测积分吸光度平均相对误差分别为3.1%,4.6%和8.1%,这一结果可以表明ELM具有较好的抗噪声性。基于该方法,在直连式超燃冲压发动机上开展验证实验,实验有效时长为5 s,采集数据约10 GB,分别采用ELM和WMS两种方法解算积分吸光度,对比发现:结果基本一致,且相比执行时间数小时的WMS方法,ELM预测积分吸光度耗时仅为15 s左右,实现了发动机流场积分吸光度的快速测量。  相似文献   
9.
三体碰撞在一定条件下可简化为两体碰撞处理,本文计算三体碰撞问题的几种简化模型与数值实验结果的偏差,讨论了简化模型的适用条件。  相似文献   
10.
与压缩机制冷相比,热声制冷结构简单、可靠性高和使用寿命长。本文在正常室温(20℃)和室压(1个大气压)的工作环境下以空气为声学介质来探讨热声制冷机的设计及热声制冷效果的影响因素,并制作样机进行实验研究。研究发现:板叠长度和中心位置对热声转换效率影响较大,其数值需要理论与实验相结合来确定;以空气为声学工质,在正常室温、室压下的热声制冷机,用50W的供电驱动、90 Hz工作时可实现冷热端37℃的温差。  相似文献   
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