[發明專利]激光燒蝕金屬靶等離子體提高可燃氣體吹熄極限的方法及裝置

有效

• 申請號: 201410236529.3
• 申請日: 2014-05-30
• 公開（公告）號: CN103982910B
• 公開（公告）日: 2016-11-09
• 發明（設計）人: 于欣;李曉暉;于楊;彭江波;樊榮偉;陳德應
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: F23M11/04
• 分類號: F23M11/04;F23R3/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種激光燒蝕金屬靶等離子體提高可燃氣體吹熄極限的裝置，其特征在于所述裝置包括氧化劑氣源、燃料氣源、氧化劑氣源質量流量計、燃料氣源質量流量計、配氣系統、噴嘴、金屬靶、相機以及沿光軸方向依次設置的激光器和透鏡；所述燃料氣源的出氣口與燃料氣源質量流量計的入氣口相連，氧化劑氣源的出氣口與氧化劑氣源質量流量計的入氣口相連，氧化劑氣源質量流量計和燃料氣源質量流量計的出氣口與配氣系統的入氣口相連，配氣系統的出氣口與噴嘴的入氣口相連，金屬靶放置在噴嘴上方并與噴嘴相切，噴嘴位于透鏡的前方，透鏡的焦點位于金屬靶的表面，相機位于噴嘴的一側垂直于激光光路放置用于拍攝可燃氣體形成的火焰。

2.根據權利要求1所述的激光燒蝕金屬靶等離子體提高可燃氣體吹熄極限的裝置，其特征在于所述燃料為甲烷、丙烷、氫氣、天然氣中的一種。

3.根據權利要求1所述的激光燒蝕金屬靶等離子體提高可燃氣體吹熄極限的裝置，其特征在于所述氧化劑為氮氣/氧氣混合氣，且氧氣的體積分數為5-100%。

4.根據權利要求1所述的激光燒蝕金屬靶等離子體提高可燃氣體吹熄極限的裝置，其特征在于所述激光器為脈沖固體激光、脈沖準分子激光的一種。

5.根據權利要求4所述的激光燒蝕金屬靶等離子體提高可燃氣體吹熄極限的裝置，其特征在于所述激光波長為1064?nm及其高階倍頻、694.3?nm及其高階倍頻、308?nm、248?nm的一種。

6.根據權利要求4所述的激光燒蝕金屬靶等離子體提高可燃氣體吹熄極限的裝置，其特征在于所述激光重頻為10-1000?Hz，激光脈沖能量為5-2000?mJ。

7.根據權利要求1所述的激光燒蝕金屬靶等離子體提高可燃氣體吹熄極限的裝置，其特征在于所述透鏡焦距為5-2000?mm。

8.根據權利要求1所述的激光燒蝕金屬靶等離子體提高可燃氣體吹熄極限的裝置，其特征在于所述聚焦點的位置距離噴嘴出口端面5倍噴嘴直徑范圍內。

9.根據權利要求1所述的激光燒蝕金屬靶等離子體提高可燃氣體吹熄極限的裝置，其特征在于所述金屬靶的材料為鉭、鎢、錸、鈦、不銹鋼、鋁合金中的一種。

10.一種利用權利要求1-9任一權利要求所述的激光燒蝕金屬靶等離子體提高可燃氣體吹熄極限的裝置提高可燃氣體吹熄極限的方法，其特征在于所述方法由如下步驟實現：

步驟一、將可燃氣體通入燃燒器噴嘴，調節氣流速度使其處于超臨界狀態；

步驟二、金屬靶放置在噴嘴上方并與噴嘴相切，激光器輸出的激光入射到透鏡，經透鏡聚焦到金屬靶表面燒蝕金屬靶產生等離子體，可燃氣體形成的火焰經相機拍攝，測量可燃氣體的吹熄極限。