[發明專利]基于分子吸收光譜的發動機燃燒流場速度測量裝置與方法

有效

• 申請號: 201410657740.2
• 申請日: 2014-11-17
• 公開（公告）號: CN104391132A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 楊斌;蔡小舒;楊薈楠;桂欣揚;姜勇俊;黃斌
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G01P5/26
• 分類號: G01P5/26;G01M15/00
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

1.一種基于分子吸收光譜的發動機燃燒流場速度測量裝置，用于測量發動機燃燒流場中的流場速度，其特征在于，包括：

激光設定單元，用于設定激光器的工作波長和強度；

激光分束單元，位于所述發動機燃燒流場一側，包括將所述激光設定單元輸出的激光分成兩束的激光分束器；

測量單元，位于所述發動機燃燒流場另一側，和所述激光分束單元相對，包括兩個接收所述激光分束單元輸出的兩束激光經待測燃燒流場后的透射光激光探測器；

以及數據處理單元，對所述探測單元的信號進行處理，得到燃燒流場速度。

2.根據權利要求1所述的基于分子吸收光譜的發動機燃燒流場速度測量裝置，其特征在于，還包括：

數據采集系統，用于記錄保存所述測量單元的激光光強信號以及所述數據處理單元的處理結果。

3.根據權利要求1所述的基于分子吸收光譜的發動機燃燒流場速度測量裝置，其特征在于：

其中，所述激光設定單元和所述激光分束單元通過光纖連接。

4.根據權利要求1所述的基于分子吸收光譜的發動機燃燒流場速度測量裝置，其特征在于：

其中，所述激光分束單元還包括兩個準直器，所述準直器和所述激光分束器連接，用于將所述激光分束器分出的兩束光以垂直于流場方向且沿流場軸向平行排列的方式輸出。

5.一種基于分子吸收光譜的發動機燃燒流場速度測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，激光設定單元將激光器工作波長調制到選定的燃氣組分分子吸收譜線；

步驟2，激光分束單元將所述激光設定單元輸出的激光分成在空間互相平行的兩束，并將所述兩束激光垂直入射待測發動機燃燒流場，透射光由對面的激光探測單元接收；

步驟3，數據處理單元對所述探測單元的信號進行處理，得到燃燒流場速度。

6.根據權利要求5所述的基于分子吸收光譜的發動機燃燒流場速度測量方法，其特征在于：

其中，所述數據處理單元將兩個激光透射信號作為互相關分析的隨機信號x(t)和y(t)，開展兩信號的互相關函數分析：

Rxy(τ)=limT→∞1T∫0Tx(t)x(t+τ)dt]]>

并求得信號渡越時間τ₀，

其中，T為積分平均時間，τ為時間變量。

7.根據權利要求6所述的基于分子吸收光譜的發動機燃燒流場速度測量方法，其特征在于：

其中，所述燃燒流場速度的計算方法為：V_avg＝d/τ₀，其中d為兩束激光之間的距離。