科學(xué)島團隊在利用TDLAS技術(shù)開(kāi)展高壓燃燒壓力測量方面取得新進(jìn)展
近日，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)院安光所高曉明研究員、劉錕研究員團隊在可調諧激光吸收光譜技術(shù)（TDLAS）高溫環(huán)境壓力測量方面取得新進(jìn)展，相關(guān)研究以《用于燃燒診斷的雙色激光吸收光譜壓力傳感》為題發(fā)表在國際知名期刊Optics Letters上，通訊作者為王貴師副研究員。
高壓燃燒是提升燃燒效率和動(dòng)力的重要參數，針對當前接觸式壓力傳感器作為壓力測量主要手段，面臨耐溫低、高溫靈敏度漂移大、干擾燃燒流場(chǎng)等問(wèn)題，開(kāi)展高溫燃燒環(huán)境的壓力測量技術(shù)對航空發(fā)動(dòng)機研發(fā)等方面具有重要的應用價(jià)值。TDLAS因多參數（溫度、壓力、濃度等）同時(shí)測量、速度快、靈敏度高、抗干擾能力強的特點(diǎn)而備受關(guān)注，在燃燒診斷方面展現出巨大的發(fā)展前景。但傳統的TDLAS壓力測量受到分子濃度變化影響的問(wèn)題，限制了測量精度和應用。
針對分子濃度對壓力測量的干擾影響問(wèn)題，團隊劉錕研究員、王貴師副研究員、博士后王瑞峰等提出一種雙色激光吸收光譜壓力傳感新方法，解決分子濃度影響問(wèn)題。該方法采用H 2O分子1343納米和1392納米波段附近的兩條吸收線(xiàn)，使用兩條吸收線(xiàn)Lorentz線(xiàn)寬的線(xiàn)性組合反演壓力，實(shí)現分子濃度免疫壓力測量。通過(guò)實(shí)驗在473-1273K（開(kāi)爾文， 0K=-273.15 ）溫度范圍內精確標定組合系數，實(shí)現高溫環(huán)境下壓力的非接觸、高精度、高速測量，測量精度達到3%，測量速度達到20kHz（千赫茲）。這一技術(shù)突破有望把TDLAS燃燒診斷從當前的溫度、濃度測量擴展到“溫度、濃度、壓力”的三個(gè)維度的多參數測量。
該研究工作得到國家自然科學(xué)基金等項目的資助。
文章鏈接：https://doi.org/10.1364/OL.506204
雙色激光吸收光譜壓力傳感新方法。
(a) 實(shí)驗裝置；(b) 光譜信號；(c) 1300K, 5.04 bar條件下20 kHz高速連續測量壓力結果
