NO紫外宽带吸收光谱的非线性响应及实验

紫外宽带吸收光谱(UV-BAS)作为一种气体定量检测技术,常用于检测NO等气态污染物,然而光谱仪对真实光谱的展宽作用会导致吸收率随光学厚度的变化偏离线性关系.本文针对NO吸收光谱的非线性效应进行了理论与实验研究,通过建立NO吸收率峰值非线性数据库,提供了一种基于插值多项式的NO浓度测量方法.首先理论推导出吸收率随光学厚度的非线性变化关系.通过对单谱线进行仿真分析,探究仪器展宽给非线性变化关系带来的影响;然后定量计算不同仪器展宽下γ(0,0)谱带吸收率峰值随光学厚度的变化关系,并给出多项式模型的非线性表达式并建立系数数据库,同时对同一展宽不同NO振动谱带的非线性问题进行了比较与分析.最后,通过采用不同展宽光谱仪实验测量NO吸收光谱并对上述理论研究结果进行验证,吸收率峰值实验结果与理论计算的相对误差小于4%,与数据库插值多项式的误差小于8%,证明了理论计算的准确性与数据库的可靠性.

基于宽带紫外吸收的火焰温度和OH/NH/NO浓度同步测量

温度是燃烧过程中影响反应路径和速率的重要参数,决定着燃烧和能量交换效率,OH,NH,NO等组分参与燃烧中的关键基元反应,并影响NO_(x)污染物的生成.因此,温度和OH,NH,NO浓度的同步测量对于判断燃烧状态、研究反应机理和排放特性具有重要意义.本文搭建了高空间分辨率的宽带紫外吸收光谱测量系统,实现了火焰温度和OH,NH,NO浓度的同步测量,并对3种组分宽带吸收光谱的温度灵敏度和浓度检出限进行了定量分析.随后,利用所建立的测量方法对NH_(3)/CH_(4)/air常压平面预混火焰的温度和OH,NH,NO浓度的高度分布进行了高精度测量:NH的1s检出限达到1.8×10^(-9) m(1560 K),在常压火焰实现了10^(-9)量级的NH吸收光谱测量;OH和NO的1σ检出限分别达到60×10^(-9) m(1590 K)和1×10^(-6) m(1380 K),也明显优于现有的红外激光吸收光谱测量结果.实验所得温度和OH,NO,NH浓度分布曲线与基于Okafor等机理的计算流体动力学预测结果非常符合,验证了基于宽带紫外吸收光谱方法的温度和组分浓度同步测量效果.