碳氢燃料燃烧研究涵盖了能源、环境、化学、材料、航空航天、安全工程和可再生能源等多个领域。利用激光诱导荧光(LIF)来拍摄燃烧过程中生成的中间产物CH和OH基团成像实验是碳氢燃料燃烧的重要手段之一。拍摄这些基团不仅可以深入理解燃烧机理,优化燃烧效率,控制污染排放,还能在高温高压条件下改进燃烧技术,并支持新型燃料的开发。
实验背景
在碳氢燃料燃烧的实际实验中,拍摄CH和OH基团面临诸多挑战。主要原因在于这些基团的自发光信号非常微弱,容易被强光背景淹没,因此对拍摄设备的灵敏度要求极高。在燃烧过程中,CH基团的自发光波长为430 nm,尽管其自发光较弱,但通过适当的增强手段,我们依然能够克服这些困难,实现清晰地捕捉火焰中的OH和CH基团的分布情况。那么,我们是如何做到这一点的呢?
实验设备
在我们北京航空航天大学宇航学院的“EyeiTS像增强器配合高速相机拍摄高频激光诱导荧光”实验测试中,我们使用中智科仪EyeiTS像增强器搭配Phantom V711高速相机,以及Nikon紫外光学镜头和430 nm窄带滤光片等设备完成测试。
EyeiTS高速成像增强模组
● 高达15万倍增益 ● 支持百万帧高速成像 ● 先进的二代Hi-QE及三代GaAs光阴极 ● 3ns/500ps光学快门 ● 三通道同步时序控制器
EyeiTS高速像增强模组能够实现高达10³至10⁵倍以上的光学增益。其独特的Hi-QE系列高量子效率光阴极在紫外和蓝光优化波段表现出色,量子效率超过30%,从而实现了高灵敏度的高速成像,非常适合应用于燃烧、等离子体等领域。
在PLIF应用中,需要高速拍摄羟基(OH基团)等发光基团,其发光波长位于紫外波段。EyeiTS高速图像增强模组通过显著增强信号光,并将其波段转换到高速相机高量子效率的范围,从而弥补了高速相机在紫外波段量子效率低的缺憾,有效解决了紫外波段的成像问题。
实验过程
在本次实验中,采用 EyeiTS 像增强器以连续模式工作:
1. 设备安装和调整:我们在航空煤油燃烧火焰中捕捉CH基团。首先,在紫外镜头上加装430 nm窄带滤光片,然后将紫外镜头安装在EyeiTS像增强器前端,高速相机安装在像增强器后方,调节镜头焦距进行对焦。
2. 拍摄设置
由于煤油燃烧是一个强湍流大尺度的动态过程,波动频率较高,我们将高速相机的拍摄频率设置为5000 Hz,以捕捉CH基团的波动过程。
3. 拍摄结果
实验结论
通过EyeiTS像增强器的常开模式,配合高速相机和430 nm滤光片,我们成功拍摄了煤油旋流火焰中CH基团自发光的高速变化过程。实验结果表明,在低曝光时间下,EyeiTS像增强器可以以合适的增益捕捉到煤油旋流火焰中CH基团的分布情况,从而展现出不同时刻CH基团的空间分布。
这次实验的成功证明了EyeiTS像增强器与高速相机的完美配合,为燃烧过程中中间产物的研究提供了强有力的工具。通过这项技术,我们能够更清晰地了解燃烧过程中的基团分布及其变化,为进一步的燃烧研究奠定了坚实的基础。
审核编辑 黄宇
-
激光
+关注
关注
19文章
2984浏览量
63960 -
增强器
+关注
关注
1文章
46浏览量
8193
发布评论请先 登录
相关推荐
![](https://file.elecfans.com/web2/M00/A8/C4/poYBAGR3RA2APkgLAAArjhh75Y8484.png)
Koolance 散热器在科学相机中的应用(二)
![Koolance 散热<b class='flag-5'>器</b>在科学<b class='flag-5'>相机</b><b class='flag-5'>中</b>的应用(二)](https://file1.elecfans.com//web2/M00/E8/E0/wKgaomZNoaaAEChSAABh-ZFZF3w869.png)
Koolance 散热器在科学相机中的应用 (一)
![Koolance 散热<b class='flag-5'>器</b>在科学<b class='flag-5'>相机</b><b class='flag-5'>中</b>的应用 (一)](https://file1.elecfans.com//web2/M00/E7/F6/wKgZomZNm0CAUCkjAABseJx0WZQ201.png)
潜入光的迷宫:IsCMOS像增强相机与超短门宽的散射光场奇观
![潜入光的迷宫:IsCMOS<b class='flag-5'>像</b><b class='flag-5'>增强</b><b class='flag-5'>相机</b>与超短门宽的散射光场奇观](https://file1.elecfans.com//web2/M00/E6/B1/wKgaomZEcI2AeIF0AAMiAGdOz3E455.png)
PI-MAX4:1024i全集成科研级增强型ICCD相机
![PI-MAX4:1024i全集成科研级<b class='flag-5'>增强</b>型ICCD<b class='flag-5'>相机</b>](https://file1.elecfans.com//web2/M00/C2/EC/wKgaomXfs22AZUgsAAByP8EEFNI274.jpg)
友思特案例 | 捕捉“五彩斑斓的黑”:锗基短波红外相机的多种成像应用
![友思特案例 | <b class='flag-5'>捕捉</b>“五彩斑斓的黑”:锗基短波红外<b class='flag-5'>相机</b>的多种成像应用](https://file1.elecfans.com/web2/M00/BA/A7/wKgZomWU-NSAHb-EAAOPlja0ZRY067.png)
线扫相机速度和行频的关系
![](https://file1.elecfans.com/web2/M00/AF/E3/wKgaomVcaqCAGY6nAArzCErQSZo233.jpg)
国产USB3.0模拟开关CH482D
![国产USB3.0模拟开关<b class='flag-5'>CH</b>482D](https://file1.elecfans.com/web2/M00/AC/4D/wKgaomVEbIqAZsP7ACWxP7eAVeY696.png)
可低成本实现超高速成像的相机技术
超二代微光像增强器性能随工作时间的变化规律研究
![超二代微光<b class='flag-5'>像</b><b class='flag-5'>增强</b><b class='flag-5'>器</b>性能随工作时间的变化规律研究](https://file1.elecfans.com/web2/M00/A3/0F/wKgZomUDrweAUxe0AAAJbMH6qSI115.jpg)
评论