开展了基于相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)技术的二维温度场扫描测量研究。通过同步扫描测量点及信号接收端的方式, 实验测量了甲烷/空气预混火焰水平截面离散点的温度, 并插值重建了二维温度场; 用同步扫描法调节测量点与火焰的位置, 实现了在扫描过程中对火焰同一空间位置的温度测量, 排除了火焰空间分布不均匀性对扫描测温结果的附加影响。最后分析了提出的扫描CARS测量系统在实验设定状态下的扫描测温A类不确定度。结果显示: 在扫描测量同一空间位置的实验中, 测得该点平均温度为2 074 K; 测温A类不确定度优于21 K。本研究量化了扫描CARS温度测量系统的不确定度, 提高了扫描温度测量结果的可信度, 为后续稳态火焰温度分布高精度测量、计算机流体动力学(CFD)模拟验证及燃烧基本问题研究奠定了实验基础。

可调谐半导体激光吸收光谱技术是一种具有高灵敏度、 高选择性的非接触式气体在线测量技术。 通过直接扫描多条H2O特征谱线并结合最小二乘算法实现对开放环境气体温度的在线测量。 利用HITRAN光谱数据库详细讨论了边界效应对气体温度浓度测量的影响, 计算结果表明, 扫描多特征谱线并结合最小二乘算法可有效减小边界效应对开放环境气体温度测量的影响。 实验中采用时分复用技术同时扫描了7 444.36, 7 185.60, 7 182.95和7 447.48 cm-1四条H2O特征谱线, 对管式炉573～973 K范围内不同工况下的气体温度进行了测量。 吸收光谱测量结果与热电偶信号的最大温差小于52.4 K, 温度测量最大相对误差为6.8%。