基于萨哈-玻尔兹曼图与自吸收校正的单点修正激光诱导击穿光谱

为进一步提高单点修正激光诱导击穿光谱(OPC-LIBS)的定量分析精度,提出了基于萨哈-玻尔兹曼图与自吸收校正的OPC-LIBS方法,利用该方法对两个钛合金样品中的Ti、V和Al元素进行了定量分析,并将其定量结果与基于玻尔兹曼图的OPC-LIBS、基于萨哈-玻尔兹曼图的OPC-LIBS以及基于玻尔兹曼图和自吸收校正的OPC-LIBS的结果进行了对比分析。研究结果表明,所提出的改进方法在4种方法中可获得最小的定量误差,测量两个钛合金样品中3种元素的平均相对误差(MREs)分别为4.11%和3.99%,证明所提出的改进方法可有效提高OPC-LIBS的定量分析精度。

基于玻尔兹曼图法的超燃冲压发动机温度测量方法研究

为提高超燃冲压发动机扩张段温度测量精度和测量结果的稳定性,笔者基于可调谐半导体吸收光谱技术(TDLAS),选取5个低态能级不同且分布均匀的近红外H_(2)O吸收线,采用玻尔兹曼图法测温。采用集成的五波长测量系统,在实验室高温炉上设定1000~1600 K的温度台阶,选用不同波长数目组合计算分析,五波长的温度偏差均在1%之内,优于其他数目的波长组合。在发动机实验中,测量了超燃冲压发动机扩张段横截面16路线的平均温度,实现了发动机点火、燃烧和熄火宽温度范围的监测;对比了相同工况下的两次实验,结果显示,工况A和工况B下重复实验的平均偏差分别为17 K和7 K,重复性较好,体现该测量方法在发动机测量中的稳定性。该温度测量方法可广泛应用于发动机及工业过程的燃烧流场领域,为计算燃烧效率、改进燃烧过程提供数据支撑,具有重要的工程应用价值。

基于黑体辐射提高自由定标激光诱导击穿光谱(CF-LIBS)定量精度的方法

自由定标激光诱导击穿光谱(Calibration-Free LIBS,CF-LIBS)技术是定量分析行业发展的主要趋势之一。该技术可直接基于局部热力学平衡等离子体模型,通过LIBS光谱数据和谱线参数计算出等离子体参数和各元素含量。且无需使用标准样品建立定标曲线,该技术不受基体效应的影响,非常适合实时、在线和多元素同时分析。但由光学厚而引起的自吸收效应是影响定量分析的重要因素。通过对比实验光谱数据与黑体辐射强度,研究等离子体温度,提高光学系统收集效率,抑制自吸收效应对CF-LIBS定量结果的影响。经过黑体辐射校正后,基体元素Fe的测定含量从88.700%提升到94.575%,相对误差(RE)从8.072%降低到1.984%。微量元素Cr、Mo和V的测定含量分别从0.635%、0.096%和0.023%降低至0.698%、0.143%和0.022%,相对误差(RE)从13.723%、45.455%和21.053%降低至5.163%、18.75%和15.789%。整体的平均绝对误差(MAE)从1.994%降低至0.497%。玻尔兹曼图拟合回归曲线有了更高的线性度。拟合系数R 2分别从0.95531、0.82966、0.45217和0.54493提升至0.99620、0.99231、0.99882和0.97269。结果表明,相较于传统的CF-LIBS,经过黑体辐射参考校正自吸收(BRR-SAC)后,合金样品中的各元素定量准确度均有明显提高,为抑制自吸收效应提高CF-LIBS定量精度研究提供了理论指导。

基于双光梳光谱技术的气体温度测量研究

双光梳光谱作为一项新兴技术,具备响应快、分辨率高、灵敏度高、光谱范围宽等优点,在分子精密光谱分析领域中有独特的优势和广阔的发展前景。提出了一种基于双光梳光谱的高温气体测量方案,利用两个存在微小重频差的光梳通过异步采样实现高温气体吸收光谱的高精度测量,并利用光谱-温度反演算法得到气体温度值。试验中采用了重复频率约为205.315 MHz和205.365 MHZ的双光梳系统,实现了1 057 K温度下CO_(2)气体在4.2μm波长附近吸收光谱的高精度测量。结果表明,该技术作为一种主动式测温技术,具备高温气体的准确测量能力,在国防军工装备高温计量测试领域有重要的应用前景。

Effect of Viscosities on Mixing in A Patterned Micro Mixer

The effect of viscosity and viscosity difference and boundary patterned slip on mixing in a micro mixer has been numerically studied using lattice Boltzmann method （LBM）. The slip and no-slip ratio is not constant and varies irregularly, and viscosity is altered by changing the relaxation time in LBE equation. The slip boundary condition is simulated by specular reflection boundary and the no-slip boundary condition is simulated by bounce back boundary. It has been found that it is feasible to optimize the micro mixer design by combining the viscosity effect and boundary patterned ratio altogether.