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  • 平面激光诱导荧光测量系统

平面激光诱导荧光测量系统

  • 产品简称:PLIF
  • 应用领域:研究火焰、燃烧炉/器、涡轮机、高压燃烧系统、化学反应器等燃烧现象
  • 产品价格:电仪
  • 产品描述:平面激光诱导荧光(Planner Laser Induced Fluorescence,简称:PLIF)方法是随着大功率激光器和电荷耦合器(CCD)技术的发展,在激光诱导荧光(LIF)方法的基础上衍生出来的,是最新的燃烧测试技术之一
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产品说明
平面激光诱导荧光(PlannerLaserInducedFluorescence,简称:PLIF)方法是随着大功率激光器和电荷耦合器(CCD)技术的发展,在激光诱导荧光(LIF)方法的基础上衍生出来的,是最新的燃烧测试技术之一。其基本原理是火焰中痕量组分的分子或原子在入射激光的作用下由低能态跃迁到高能态,能态之差与入射光波长共振,以达到在高能态聚居的最高效率,为获得高强度的荧光信号提供前提,随后部分粒子从受激的高能态回落到另外的低能态,而不是初始能态,从而辐射出波长不同于入射光的荧光,使流场可视化。能够诱导荧光的痕量组分有OH、NO、O2、CnHm、H2、H2O和NO2等,它们是火焰化学反应中极为活跃和重要的因素。一般情况下,荧光的强度与温度、压力、组分浓度以及一些已知的实验参数有关,通过采取适当措施,可以使荧光强度仅与组分浓度相关联,实现浓度场的定量测量。另外可以利用粒子从受激能态向低能态回落与温度的相关性,通过比较两个单脉冲激光诱导的荧光强度实现温度测量。由于光与物质相互作用发生的时间非常短暂,激光诱导荧光方法具有很高的灵敏度。与喇曼散射和瑞利散射相比,激光诱导荧光的信号强度要高出5~15个数量级,这样更有利于火焰信息的捕捉、量化。
平面激光诱导荧光燃烧场诊断系统平面激光诱导荧光诊断系统采用紫外片激光激发燃烧场相关燃烧成分发射相关特定光谱,对该特定光谱进行记录,通过图像处理,得到相关成分浓度或者燃烧场温度,从而确定不同环境燃烧情况、燃烧效率。
应用领域
固体推进剂、液体推进剂、气体推进剂燃烧,研究火焰、燃烧炉/器、涡轮机、高压燃烧系统、化学反应器等燃烧现象,研究点火现象,激波管,汽油机、柴油机的内部燃烧现象。OH*,CH*,C2*等成分的分布火焰温度,火焰位置与稳定性火焰前端位置及传播,点火现象的发生。
技术指标
1、YAG脉冲激光器
脉冲能量:1000mJ@1064nm,500mJ@532nm,250mJ@355nm,110mJ@266nm
光束直径:<10mm
重复频率:10Hz
2、染料激光器
在利用YAG激光器激发后,利用不同的染料可以532nm或355nm泵浦,分别得到可激发OH、NO、CO、CH四种不同自由基的激光;配有BBO晶体组。
3、紫外片光源组件
焦距:0.3-2m可调
片光厚度:0.5mm-1.5mm范围内可调;
片光高度:30-50mm范围内可调;
配备紫外准直器
配备紫外棱镜组,可用于调节片光高度
4、精密激光光导臂
大于1.6米,360°自由旋转,重锤稳定设计,532nm及266nm波长,高损伤阈值,透过率高达96%;
5、图像记录系统CCD相机
具有双曝光功能;
动态范围:12bit;
分辨率:1344x1024像素;
光谱范围:290-1100nm;
量子效率:65%以上@500nm;
帧频:10帧/秒;UV镜头,光圈F/2.8,最小对焦距离45cm;250-410nm投射效率不小于90%。
6、像增强器部分
紫外量子效率15%-30%
门宽:10ns-80ms(最小能到3ns更好)
时间延迟:60ns-80ms
TTL触发
7、高精度同步器
8通道输出,2通道输入,4种以上触发方式,250ps时间分辨率,可实现计算机编程及手动同时控制;
建议配内燃机专用同步器,可实现全自动低频循环相位扫描功能,在循环周期的不同时刻(相位)连续记录现象的变化过程。
8、激光能量在线监视器
波长范围200-1100nm,包含10%-80%衰减片;
可调节最高5倍增益;
可调节光圈大小以调节敏感度。
9、滤光片
OH滤光片、NO滤光片、CO滤光片、CH滤光片、LII专用滤波片;
10、软件平台
可用于系统整体的参数设置及控制,图像采集及预处理,支持同步器、激光器、相机等硬件的驱动控制;
支持图像实时显示、存贮、分析,可实现长时间连续采集;
支持TCP/IP遥控控制;
图像处理界面友好,操作使用方便,功能完备并可升级;
具有标量场的非线性标定和分析功能,提供后期数据文件软件处理公开源代码。
包含:LIF软件模块、LII软件模块、吸收校正软件模块、喷雾测量软件模块及波长调谐模块等。从而可对燃烧产生的自由基OH,NO,CH,CO相对浓度分布的测量数据,燃烧产生碳烟的相对浓度分布的数据以及喷雾相关数据进行处理;
包含:由相关自由基浓度进行温度场预测的软件模块;
具备进行染料激光波峰的搜索,使用便利。
11、其他
配备激光器安装架;
配备专用标定炉;
系统工作可靠、稳定及安全。
测量能够给出的信息
> OH*, CH*, C2*等成分的分布
火焰温度,火焰位置与稳定性
火焰前端位置及传播, 点火现象的发生
> 总气体浓度, 温度场
> 气体组成,燃料/空气混合, 温度
> 烟雾体积分数
> 燃料预燃情况, 尾气回收成像
> OH 形成, NO 产生,冲击效应
火焰中的自由基如:CH, CN, NH, CO, C2, NO2, SO2 等
性能
> 进行指定曲柄角分辨测量, 和曲柄角周期相关的统计分析
> 具有发动机同步接口
> 在一个曲柄角周期内的高速测量 (瞬态分析)

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