在研究燃燒過程的復雜物理化學變化時，燃燒流場診斷系統(tǒng)成為了科研人員的得力助手。它為我們揭示了燃燒流場中隱藏的秘密。
PLIF系統(tǒng)的測量原理基于激光誘導熒光技術(shù)。特定波長的激光束被發(fā)射到燃燒流場中，當這一激光與流場中的特定分子相互作用時，會激發(fā)這些分子使其躍遷到較高能級。處于高能級的分子不穩(wěn)定，在返回基態(tài)的過程中會發(fā)出熒光。通過收集和分析這些熒光信號，就可以獲取關(guān)于燃燒流場的各種信息。
在測量前，需要選擇合適的示蹤劑分子，這些分子應具有良好的熒光特性且能在燃燒流場中代表特定的物理化學過程。例如，在一些燃燒研究中，常使用特定的燃料分子或添加的少量熒光物質(zhì)作為示蹤劑。同時，要根據(jù)研究需求和流場特點確定激光的波長、脈沖能量和脈沖寬度等參數(shù)。合適的激光參數(shù)對于有效激發(fā)示蹤劑分子和獲取高質(zhì)量的熒光信號至關(guān)重要。
當激光照射到燃燒流場后，熒光信號的收集工作便開始了。通常采用高靈敏度的探測器，如加強型電荷耦合器件（ICCD）相機。ICCD相機具有高增益、低噪聲和快速門控等特點，能夠在極短的時間內(nèi)捕捉到微弱的熒光信號。為了全面了解燃燒流場的結(jié)構(gòu)和動態(tài)變化，需要從多個角度和位置進行熒光信號的采集。通過精確控制激光片光的方向和位置，可以實現(xiàn)對燃燒流場不同層面的掃描。
獲取熒光圖像后，緊接著就是數(shù)據(jù)處理與分析環(huán)節(jié)。首先對圖像進行背景噪聲扣除，以提高信噪比。然后根據(jù)熒光強度與被測物理量之間的關(guān)系進行定量分析。例如，通過熒光強度可以計算出流場中的溫度、組分濃度等參數(shù)的分布。同時，利用圖像處理算法對熒光圖像進行處理，可以得到流場的渦流結(jié)構(gòu)、火焰前鋒位置等信息。
總之，PLIF燃燒流場診斷系統(tǒng)的測量方法為我們深入研究燃燒過程提供了強大的工具。從測量原理到實際操作，再到數(shù)據(jù)處理與分析，每個環(huán)節(jié)都相輔相成，共同幫助我們揭示燃燒流場的奧秘，推動燃燒科學的發(fā)展。
