一种基于TDLAS的高分辨率二维温度场重建算法及数值仿真

发展了一种基于TDLAS正交光路的二维燃烧场温度重建算法,为了评价该重建方法,数值仿真了2 N(N≥3)条视线(Light-of-sight,LOS)测量路径呈N×N均匀排布时对两种不同的温度场的二维重建结果,并定义了最大偏差和平均偏差两个物理量来描述N值对重建结果的影响。结果表明,对于对称的单峰非均匀温度场,重建的温度场最大偏差在50K(2.5%)以内,最大偏差随N的奇偶而波动,其总体趋势随N增大而减小;平均偏差随着N的增大而减小,N≥9时最大偏差和平均偏差的改善均已不明显;对于双峰温度场,用该方法二维重建的结果最大偏差超过350K(15.2%),平均偏差大于0.03,并出现严重失真,此时可通过额外布置斜穿待测场的测量路径来改善测量结果。研究结果对实际的二维测量系统的搭建和应用有指导意义。

光纤油液污染监测传感器设计

基于Beer-Lambert定律,悬浮在油液中的污染颗粒对入射光有吸收和散射作用,因此可根据发光强度的变化来反映油液污染度的变化情况。设计了光纤传感器探头,分析了其关键技术。为了实现在线实时检测,提出了正交光路的检测方法,初步的实验数据表明该传感器可反映油液的污染度水平,尽管目前仍旧存在一些问题,但光纤检测技术以其具有的优点将会成为最具生命力和应用前景的新的检测方法。

小型微流控芯片流式细胞仪的研制

基于芯片正交光路检测模式,搭建了一套小型的微流控芯片流式细胞仪。以532nm小型半导体激光器作为激发光源,激光束被透镜聚焦于芯片通道中央。采用光电二极管检测芯片通道内流动细胞的前向散射光信号,采用小型光电倍增管检测荧光信号,整套仪器体积为19cm×15cm×25cm(长×宽×高),具有结构简单、体积小、价格低廉等特点。荧光检测系统对四甲基罗丹明异硫氰酸的检出限为4.4×10-8mol/L,采用6μm荧光微球作为模型样品考察了仪器的分析性能,同时初步实现了细胞样品的分析。

有限角CT少数投影重建图像技术

叙述了有限角CT少数投影重建图像技术研究所取得的进展:正交全息光路、干涉条纹处理系统、 修改的联合代数重建技术、频谱分析图像重建技术和神经网络重建技术。

基于TDLAS技术的燃烧室出口温度场测量

为验证可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术,在航空发动机燃烧室燃烧流场测量领域的适用性,以自主设计的高温升模型燃烧室为研究对象,结合多光路正交布网的测量方法,对燃烧室出口的燃气温度进行测量,并利用层析算法实现测量截面的二维分布重建,同时采用固定的温度探针进行测量与对比验证。结果表明,采用TDLAS结合层析重建的方法,基本能获得具有时间分辨的燃烧室出口温度分布的主要特征,可以区分高温区和低温区,但单线测量和场分布重建精度还有待于进一步提高。进一步优化该系统,可用于航空发动机燃烧室出口温度和组分浓度分布测量。