【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，中科院合肥物質(zhì)院安光所高曉明研究員、劉錕研究員團(tuán)隊在可調(diào)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(SCI二區(qū)，IF=3.6)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力的重要參數(shù)，針對當(dāng)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、干擾燃燒流場等問題，開展高溫燃燒環(huán)境的壓力測量技術(shù)對航空發(fā)動機(jī)研發(fā)等方面具有重要的應(yīng)用價值。TDLAS因多參數(shù)(溫度、壓力、濃度等)同時測量、速度快、靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)的特點而備受關(guān)注，在燃燒診斷方面展現(xiàn)出巨大的發(fā)展前景。但傳統(tǒng)的TDLAS壓力測量受到分子濃度變化影響的問題，限制了測量精度和應(yīng)用。
針對分子濃度對壓力測量的干擾影響問題，團(tuán)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題。該方法采用H2O分子1343納米和1392納米波段附近的兩條吸收線，使用兩條吸收線Lorentz線寬的線性組合反演壓力，實現(xiàn)分子濃度免疫壓力測量。通過實驗在473-1273K(開爾文， 0K=-273.15℃)溫度范圍內(nèi)精確標(biāo)定組合系數(shù)，實現(xiàn)高溫環(huán)境下壓力的非接觸、高精度、高速測量，測量精度達(dá)到3%，測量速度達(dá)到20kHz(千赫茲)。這一技術(shù)突破有望把TDLAS燃燒診斷從當(dāng)前的溫度、濃度測量擴(kuò)展到“溫度、濃度、壓力”的三個維度的多參數(shù)測量。
該研究工作得到國家自然科學(xué)基金(No. 61775221)等項目的資助。
雙色激光吸收光譜壓力傳感新方法。
(a) 實驗裝置；(b) 光譜信號；(c) 1300K, 5.04 bar條件下20 kHz高速連續(xù)測量壓力結(jié)果
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