基于吸收光譜氣體溫度測(cè)量方法的研究.pdf

1、近年來(lái)，我國(guó)在航空航天事業(yè)和汽車工業(yè)中取得了飛速發(fā)展，而這種發(fā)展都與發(fā)動(dòng)機(jī)性能的提高密不可分。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的熱負(fù)荷不斷增大，使得與燃?xì)饨佑|的活塞等零部件的溫度越來(lái)越高，很容易產(chǎn)生各種故障，準(zhǔn)確地測(cè)量燃燒氣體溫度，從而測(cè)定活塞溫度對(duì)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命起著很大的作用。此外，測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃?xì)獾臏囟?，還可以對(duì)其內(nèi)部的燃燒狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)分析，為提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率提供一個(gè)重要的參數(shù)。
　　傳統(tǒng)的工業(yè)熱電偶進(jìn)行氣體溫度測(cè)量時(shí)，易損壞、壽命短、可靠性

2、差，而且響應(yīng)速度慢。本文以氧氣作為目標(biāo)氣體，研究基于吸收光譜學(xué)的氣體溫度測(cè)量方法。該系統(tǒng)具有反應(yīng)速度快、對(duì)溫度場(chǎng)無(wú)干擾、精度高、熱損失小、耐腐蝕，易于控制等優(yōu)點(diǎn)，可以滿足汽車工業(yè)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)馊紵郎囟鹊臏?zhǔn)確測(cè)量，為高溫氣體溫度測(cè)量提供了一種新的測(cè)量方案。
　　理論上，研究分析了氧氣在760nm附近的吸收譜線，通過選擇合適的氣體吸收譜線對(duì)使其線強(qiáng)之比為溫度的靈敏函數(shù)，進(jìn)而實(shí)時(shí)測(cè)量氣體溫度。實(shí)驗(yàn)中，在高溫實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上采用垂直腔面發(fā)射半導(dǎo)體

3、激光器（VCSEL），通過波長(zhǎng)調(diào)制光譜技術(shù)利用氣體吸收光譜隨溫度變化的特性，對(duì)氧氣的吸收光譜信號(hào)進(jìn)行了二次諧波檢測(cè)。通過對(duì)激光器改變不同的調(diào)制深度，研究其對(duì)檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生的影響，最終驗(yàn)證了利用可調(diào)諧激光二極管吸收光譜技術(shù)進(jìn)行氣體溫度測(cè)量的可行性。
　　文中論述了可調(diào)諧激光二極管吸收光譜技術(shù)溫度測(cè)量的基本原理；實(shí)驗(yàn)前激光器和探測(cè)器如何選擇，以及操作激光器的注意事項(xiàng)；溫度控制箱的基本構(gòu)造以及工作原理；針對(duì)不同的氣體溫度測(cè)量范圍，如何正確