LIPS技术探测CH4/空气火焰中的OH自由基

论述了激光诱导偏振光谱技术的基本原理,实验方法及其对燃烧场的测量结果.利用光谱扫描方法获得了A2∑ -X2Ⅱ(0,0)跃迁带系列吸收谱线及P1(2)谱线的线型轮廓.测量了CH4/空气预混火焰不同化学配比、不同空间位置OH自由基的相对分布.实验中通过设计精密旋转调节装置有效提高了信噪比.     

LIPF法对甲烷空气火焰温度及OH分布场的测量

 介绍了激光感生预分离荧光法(LIPF)的原理及一维与二维测量实验装置。利用可调谐KrF准分子激光器,在甲烷 空气火焰中测得了燃烧中间产物OH的系列荧光谱线及OH分子的二维荧光图象,对它的谱线结构进行了分析,并给出了燃烧火焰的一维温度值,测量的相对误差小于3%。二维荧光图象也定性表明燃烧火焰的OH分子密度分布和二维温度场等信息。     

利用拉曼散射测量燃烧场的组分浓度及温度

介绍了利用拉曼散射测量燃烧流场温度及组分浓度的物理方法和实验测量结果。利用可调谐KrF准分子激光激发振动拉曼散射（VRS）测量了甲烷－空气燃烧火焰内不同空间的主要组分分子（CH4、N2、O2、H2O等）浓度及温度,测量误差小于10％;另外用N2的拉曼谱拟合测量了火焰的温度,测量精度高于5％。在实验中采用了偏振技术及波长调谐提高了信噪比和测量精度。     

PLIF法定量测量甲烷-空气火焰二维温度场分布

利用平面激光诱导荧光(PLIF)技术，通过选择适合的OH自由基激励线，定量测量了甲烷-空气燃烧火焰的二维温度场分布。给出炉面中心上方火焰温度随离炉面高度的变化和距炉面12 mm高处沿炉面水平方向变化的实验测量结果并进行了讨论与分析。与利用相干反斯托克斯喇曼散射（CARS）技术进行测温的实验结果相比，该测量的相对不确定度优于5％。     

基于激光诱导偏振光谱与激光诱导荧光技术的CH4/AIR火焰参数测量

建立了激光诱导偏振光谱（LIPS）和激光诱导荧光（LIF）联合的燃烧流场诊断系统,测量了CH4/AIR预混火焰中心不同高度处的OH荧光光谱和激光诱导偏振光谱,计算了OH的浓度及燃烧场温度分布。分析了燃烧炉表面对荧光收集效率的影响,并对两种技术的测量数据进行了分析比对,获得了火焰中心OH密度的分布规律。实验结果表明,联合LIPS和LIF两种技术测量CH4/AIR预混火焰参数是可行的,两种技术测量结果的一致性较好,OH浓度的相对偏差小于5%,温度的相对偏差小于8%。     

单脉冲BOXCARS技术在瞬态燃烧场测温中的应用

 用单脉冲交叉相干反斯托克斯喇曼散射技术测量了两种不同固体燃剂的瞬态燃烧场的温度。对燃烧场进行了优化，给出了在燃烧场中取得的部分典型单脉冲CARS光谱及其理论拟合结果，得到了燃烧场的温度及其随高度的分布；稳定燃烧时两种燃剂燃烧场的温度基本保持不变，平均值分别为2 260，2 090K；测量了实验的纵向空间分辨率。结果表明，BOXCARS技术能较好地完成复杂的瞬态燃烧场温度的测量工作。     

TP-LIF技术测量甲烷-空气火焰中CO的相对浓度分布

 阐述了双光子激光诱导荧光(TP-LIF)技术的原理及线性模型，利用双光子过程激励CO分子B¹∑+←←X¹∑＋(0,0)带Q支的跃迁(约230 nm)，分析了B¹∑+→A¹Π荧光带的荧光光谱特性，探讨了激光功率密度、激光波长及火焰温度等因素对测量的影响，并给出甲烷-空气火焰在一定燃烧条件下CO分子浓度随火焰位置及高度的变化关系。实验结果表明，利用TP-LIF技术测量CO的浓度分布，其时空分辨率及探测灵敏度都很高。当激光功率密度较强时，TP-LIF信号和激光能量成线性关系，而且由于光电离速率的增强，大大降低了碰撞猝灭速率等环境因素对信号测量造成的影响，该特性对实验标定及定量测量都非常有帮助。     

LIPF法对甲烷-空气火焰温度及OH分布场的测量

介绍了激光感生预分离荧光法（ＬＩＰＦ）的原理及一维与二维测量实验装置。利用可调谐ＫｒＦ准分子激光器,在甲烷一空气火焰中测得了燃烧中间产物ＯＨ的系列荧光谱线及ＯＨ分子的二维荧光图象,对它的话线结构进行了分析,并给出了燃烧火焰的一维温度值,测量的相对误差小于３％。二维荧光图象也定性表明燃烧火焰的ＯＨ分子密度分布和二维温度场等信息。     

1维非稳腔空间增强探测CARS技术对稳态燃烧场温度的测量

 建立了1维非稳腔空间增强探测CARS实验系统，该系统由光源（YAG激光器、染料激光器）、实验光路和信号采集系统组成。分别测量了空气和化学平衡比为1，甲烷流量为0.7 L/min的甲烷-空气预混火焰中的氮气Q支的CARS实验谱。给出了火焰不同高度处小范围内的温度分布结果，并对实验结果进行了分析，结果表明：预混火焰温度随高度的增加呈下降趋势，测量结果的不确定度优于7%。该技术可用于稳态燃烧场温度的测量。     

用BOXCARS技术诊断含铝固体燃剂燃烧场

介绍了用单脉冲BOXCARS技术测量含铝固体燃剂燃烧场的温度及氮气的浓度。分析了激光光束质量对CARS信号强度的影响,给出了在燃烧场中取得的单脉冲CARS光谱,并进行了理论拟合,得到了燃烧场的温度及组份浓度数据。在燃烧场中心高5mm处温度值约为2550K,氮气浓度平均为25.5%。测量了燃烧场中不同高度处CARS光谱,给出了燃烧场温度、氮气浓度随高度变化的曲线,对结果进行了分析。