Ekipa Science Island dosegla nov napredek pri merjenju tlaka zgorevanja pri visokem tlaku s tehnologijo TDLAS

Pred kratkim je skupina raziskovalcev Gao Xiaoming in Liu Kun z Inštituta Ankuang Inštituta za znanost o materialih Hefei Kitajske akademije znanosti dosegla nov napredek pri merjenju tlaka v visokotemperaturnem okolju s tehnologijo nastavljive laserske absorpcijske spektroskopije (TDLAS) in s tem povezanimi raziskavami. je bil objavljen v mednarodno priznani reviji Optics Letters pod naslovom Dual-Color Laser Absorption Spectroscopy for Combustion Diagnostics, pri čemer je ustrezni avtor pridruženi raziskovalec Wang Guishi.
Visokotlačno zgorevanje je pomemben parameter za povečanje učinkovitosti in moči zgorevanja, saj so trenutni senzorji kontaktnega tlaka kot glavno sredstvo za merjenje tlaka, ki se soočajo z nizko temperaturno odpornostjo, visoko temperaturno občutljivostjo, motnjami v polju toka zgorevanja in drugimi težavami, da izvajanje visokotemperaturnega zgorevalnega okolja tehnologije merjenja tlaka pri raziskavah in razvoju letalskih motorjev ter drugih vidikih pomembne uporabe vrednosti TDLAS zaradi hkratnega več parametrov (temperatura, tlak, koncentracija itd.) meritev, je TDLAS pritegnil veliko pozornosti zaradi svoje visoke hitrosti, visoke občutljivosti in močne zmožnosti preprečevanja motenj ter kaže velike možnosti za razvoj diagnostike izgorevanja. Vendar pa na tradicionalno merjenje tlaka TDLAS vpliva sprememba molekularne koncentracije, kar omejuje natančnost merjenja in uporabo.
Da bi rešili problem interferenčnega vpliva molekularne koncentracije na merjenje tlaka, je ekipa, vključno z raziskovalcem Kun Liujem, pridruženim raziskovalcem Guishi Wangom in podoktorskim sodelavcem Ruifengom Wangom, predlagala novo metodo zaznavanja tlaka z dvobarvno lasersko absorpcijsko spektroskopijo za rešitev problema problem vpliva molekularne koncentracije. Metoda uporablja dve absorpcijski črti blizu pasov 1343 nm in 1392 nm molekul H 2O in obrne tlak z uporabo linearne kombinacije širin Lorentzovih črt obeh absorpcijskih linij za realizacijo meritev tlaka, imuniziranih na molekularno koncentracijo. Kombinacijski koeficienti so natančno kalibrirani v temperaturnem območju 473-1273 K (Kelvin, 0K=-273.15 stopinj) s poskusi, kar zagotavlja brezkontaktno, visoko natančno in visoko hitrost merjenje tlaka v visokotemperaturnih okoljih, z merilno natančnostjo 3 % in merilno hitrostjo 20 kHz (kilohercev). Pričakuje se, da bo ta tehnološki preboj razširil diagnostiko zgorevanja TDLAS s trenutnih meritev temperature in koncentracije na večparametrske meritve "temperature, koncentracije in tlaka" v treh dimenzijah.
To raziskovalno delo podpirajo Nacionalna naravoslovna fundacija Kitajske (NSFC) in drugi programi.

Nova metoda zaznavanja tlaka z dvobarvno lasersko absorpcijsko spektroskopijo.
(a) eksperimentalna postavitev; (b) spektralni signal; (c) Rezultati hitrega neprekinjenega merjenja tlaka pri 1300 K, 5,04 bara pri 20 kHz.