实现火焰反应区和不同中间组分的在线二维瞬态成像, 在湍流燃烧的基础研究中具有十分重要的意义。 用Nd∶YAG激光器的5倍频输出(2128 nm)作为光源, 通过激光光解诱导荧光技术在甲烷/空气预混火焰中, 成功实现了火焰反应区的瞬态成像, 并首次采用该技术实现了CH3的在线瞬态成像测量。 分析了该方法同其他荧光标示物在反应区二维瞬态成像方法的优势, 并研究了火焰燃烧过程中其他燃烧中间产物和不同燃空比对CH3单脉冲成像的影响, 讨论了现有条件下该技术的应用范围。 根据实验结果, 在燃空比Φ=12的条件下, 在反应区我们获得了信噪比约为8的单脉冲成像, 分析火焰中CH3的单脉冲成像结果可知火焰燃空比在10～14之间时, 或者火焰中CH3的浓度大于93×1015 molecules·cm-3信噪比较好。 该项技术在动力机械及其他研究领域的应用有十分重要的参考价值。Using Laser Photodissociation-Induced Fluorescence

激光诱导击穿光谱技术(LIBS)作为一种新型光谱分析方法, 近年来被逐渐应用于燃烧诊断领域。 在甲烷/空气混合气中建立了一套LIBS测试系统, 利用H, O, N不同特征谱线强度比实现了对甲烷、 空气燃空当量比的定量测量。 在“门控”模式下, 比较分析了H656/O777与H656/N746这两种定标曲线对燃空当量比的测量效果, 发现H656/O777可以实现更好的预测精度与更高的灵敏度;“非门控”模式可以利用更多的谱线强度比(H656/O777, H656/N+500, H656/N+567和H656/N746)进行标定测量, 其中H656/O777的测试效果最好。 比较分析了“门控”与“非门控”两种检测模式对标定测量的影响: “门控”检测模式在拟合优度与预测精度方面都要略优于“非门控”模式。 此外, 在保持聚焦点能量密度相同的情况下, 研究了1 064, 532和355 nm三种不同激光波长对H, O和N特征谱线及H656/O777标定曲线斜率的影响: H, O和N特征谱线强度、 信噪比以及H656/O777标定曲线的斜率均随激光波长的增加而增加。 在三种波长中, 1 064 nm的激光最适合作为LIBS技术的光源, 定量测量甲烷/空气混合气当量比。 最后, 分别从等离子体电子密度、 温度对谱线强度与分布函数的影响方面, 对以上实验结果给出理论上分析与说明。