On-line tracking of pulverized coal and biomass fuels through flame spectrum analysis

This paper presents a new approach to the on-line tracking of pulverized coal and biomass fuels through flame spectrum analysis.A flame detector containing four photodiodes is used to derive multiple signals covering a wide spectrum of the flame from visible,near-infrared and mid-infrared spectral bands as well as a part of far-infrared band.Different features are extracted in time and frequency domains to identify the dynamic "fingerprints" of the flame.Fuzzy logic inference techniques are employed to combine typical features together and infer the type of fuel being burnt.Four types of pulverized coal and five types of biomass are burnt on a laboratory-scale combustion test rig.Results obtained demonstrate that this approach is capable of tracking the type of fuel under steady combustion conditions.

基于改进MFO优化空间谱的埋地管道泄漏定位

现有管道泄漏声波定位法仅能提供泄漏所在区域。为实现区域内地下泄漏源的精确定位,基于地面均匀圆形阵列(uniform circular array, UCA),提出选择性反向学习飞蛾火焰优化(selective ppposition based moth-flame optimization, SOMFO)结合双波谱的埋地管道泄漏定位方法。针对土壤P1波和S波共存且波速不明确等问题,构造地面UCA的双波谱函数,以其最大输出为优化目标,使用SOMFO寻优双波速度及泄漏源三维坐标共5个参数,并设计了多孔泄漏定位策略。搭建了埋地管道泄漏试验装置,通过互谱解卷绕相位的直线特性验证了P1波和S波的存在。试验结果表明,基于SOMFO优化双波谱的定位方法可准确估计波速及三维坐标,定位误差最大为0.066 m。此外,研究了多孔泄漏及寻优算法对定位精度的影响。与现有两种精确定位方法相比,新方法对单孔泄漏的定位精度分别提升9.68%和24.32%,多孔泄漏分别提升49.17%和61.15%。

SYNTHESES AND CHARACTERIZATION OF CYCLIC ORGANIC BORONATE ESTERS AS FLAME-RETARDANTS

Some organoboron compounds as flame-retardants for fiber materials were prepared.Flame-retarding properties of these compounds determined by the Oxygen-Index Method weregood.These new compounds were characterized by IR,~1H NMR spectrum and elementalanalysis.

基于多波段比亮度特征的火箭发动机类型辨识研究

针对天基红外预警分类识别问题,从典型火箭发动机喷焰光谱结构分析入手,以燃烧产物分子H_(2)O、CO_(2)、CO、HCl特征波段辐射亮度比构造分类特征向量,提出以HCl和H_(2)O特征波段亮度比作为固、液类型大类的特征量,再以CO_(2)、CO分别与H_(2)O特征波段亮度比为特征量进行固、液发动机子类进行分类的总体分类策略。采用粒子群优化的支持向量机分类算法对所提出的分类策略进行了数值实验验证,并探究了分类策略的抗噪性能。结果表明在该数值实验条件下,无噪声时平均分类正确率度达到100%,加入5%和10%的高斯噪声后,分类准确率在92%以上。

锅炉燃烧火焰的脉动频率特征

锅炉燃烧火焰包含信息众多,其中脉动频率和锅炉运行时的效率有着密切联系,进而对锅炉经济运行有实际指导意义。以某660 MW机组锅炉稳定燃烧时炉膛火焰为研究对象,借助于图像处理和频谱分析技术,从火焰面积变化的角度处理得到锅炉稳定燃烧时火焰平均脉动频率,并结合锅炉运行时工况数据,建立了平均脉动频率与锅炉运行时负荷、热效率、飞灰含碳量之间的关系。在一定范围内,平均脉动频率越大,其对应工况的负荷往往也越大,热效率越高,飞灰含碳量越少。

基于注意力机制的3D卷积双波段烟火识别方法

为提高复杂环境下烟火识别的精度,提出一种基于3D卷积和时空注意力机制的双波段烟火识别方法,该方法融合近红外和可见光双波段图像数据,使用视频流中基于时间的动态特征和基于空间的静态特征降低漏报率、误报率。实验结果表明,该算法在双波段数据集上的烟火识别精度达到99.90%,优于其他基于3D卷积的烟火识别算法,同时,模型具有较小的参数量,能够满足实时推理需求。因此,使用双波段特征的同时,结合注意力机制充分利用视频的动态信息,可以有效提高烟火识别精度。

TDLAS测量甲烷/空气预混平面火焰温度和H_2O浓度

基于可调谐二极管激光器吸收光谱技术（YDLAS）建立了温度和H2O浓度测量系统，利用光谱数据库Hitran2004在1393nm附近选择了在500～1300K有很高测温灵敏度的两条水吸收线：7168．437cm^-1，7185．597cm^-1。在1kHz的扫描频率下，利用直接吸收-扫描波长法对甲烷／空气预混平面火焰进行测量，并进行边界层修正，与热电偶的对比结果显示，在温度区间1100～1350K，两者最大相差80K（6．7％）；水蒸气组分浓度与计算值平均相差小于0．02（10％）．

不同种类燃料火焰的辐射光谱测量

利用CCD光纤光谱仪测量不同燃料的火焰辐射光谱,得到了不同种类燃料燃烧时火焰光谱的不同特征。分析这些特征可以对燃料进行判别,也可以对不同火焰进行监测和诊断。

火焰特征辐射谱线测温方法实验研究

本文利用CCD光纤光谱仪,对不同燃烧状态下的煤粉火焰辐射光谱进行测量。发现通过辐射光谱法测量的火焰温度和使用热电偶测量的火焰温度存在一定的偏差.光谱法的温度较热电偶的温度高约60～160℃,沿火焰行程,热电偶和光谱法测量的火焰温度存在较大的特性差异,光谱法测得的火焰温度沿火焰行程基本不变.同时,光谱法火焰温度的高低受到煤质特性,空气湿度,燃烧过程中的散热条件等因素的影响。

火焰原子吸收和发射光谱法测定盐湖卤水的锂钠钙镁离子

用火焰原子吸收和发射光谱测定了盐湖卤水中锂、钠、钙、镁的含量,考察了酸度对测定结果的影响及各离子相互之间的干扰,并对上述两种方法的优缺点分别进行了探讨。各方法的灵敏度在0.04mL/μg^0.66mL/μg之间;各离子的加标回收率介于99.8%~107.2%,各测定方法的RSD均小于3%。

枪口火焰光电测量方法探讨

该文简述了常用枪口火焰测量的几种方法 ,对各方法存在的问题作了系统分析。类比于枪口噪声的测量科学地提出了评价枪口火焰大小及强弱的评价指标 ,在此基础上提出了一种行之有效的光电测试方法 ,文中阐明了该方法的工作原理及系统组成 ,通过枪口火焰的实弹实验 。

应用于森林火灾监测的中波红外相机设计

针对森林火灾监测的迫切性及现实意义,对火焰红外辐射特性进行分析,根据火焰的光谱曲线,得出观测火焰的适宜波段。基于以上分析结果,设计了一套应用于森林火灾监测的中波红外相机,并在外场模拟森林火灾现场,进行成像实验,得到了红外图像数据,实验结果表明监测效果良好。

0~#柴油燃烧初期火焰光谱分析

为推进柴油燃烧初期智能识别与抑制灭火技术的发展,通过小尺度油池实验和光谱分析的方法,首次对0~#柴油燃烧初期火焰光谱进行了初步研究,得到0~#柴油燃烧初期火焰光谱的整体特性:在200~380nm的近紫外波段,光谱强度最弱,强度与波长关系不大,特征谱带数量最少,基本没有明显的谱峰;在380~780nm的可见光波段,光谱强度最强,强度随波长的增大而增大,特征谱带最多,存在较多明显的谱峰;在780~1 100nm的近红外波段,光谱强度相对较大,在780nm处出现强度的拐点,强度随波长的增大而减小,特征谱带较多,存在一定数量较为明显的谱峰。进一步对其火焰光谱进行分析得到:燃烧过程中主要的中间产物自由基包括OH,CN,CH,C_2,H2O等;火焰光谱中主要的特征谱带包括OH自由基306.4nm系统谱带和振动转动谱带、CN自由基紫色光区和红色光区谱带、CH自由基431.5nm谱带、C_2自由基Swan和Phillips近红外谱带、H2O分子振动转动谱带等;特征谱带特征波长及时间的分布情况和主要生成机制;在本实验批次0~#柴油中存在金属K元素,其特征谱线在761和769nm处出现明显的谱峰;在431,512,516,547,589,766,769,891和927nm出现较为明显的特征谱峰,适合作为0~#柴油燃烧初期火焰识别的标志。

水雾作用下甲烷／空气预混火焰的光谱特性

利用中阶梯光栅光谱仪,对甲烷/空气层流预混火焰以及水雾作用过程中的火焰发射光谱特性进行了实验研究,对比分析了水雾对预混火焰燃烧过程中自由基离子发射光谱的影响,探讨了水雾抑制甲烷燃烧过程中的化学作用机理.结果表明,火焰阵面OH*、CH*自由基离子发射光谱强度随着火焰阵面水雾载荷比的增大而减小;足量的水雾作用可抑制预混火焰中OH*、CH*和HCO*等链引发自由基的生成,增强甲烷燃烧链式反应中的三体反应过程,促进甲烷预混火焰的链销基反应的发生,在抑制甲烷预混火焰燃烧过程中起重要作用.

甲烷燃烧强化实验中电压和频率对火焰的影响

燃烧强化是在未燃烧的气体燃料或者可燃混合气中进行介质阻挡放电,从而提高燃料的点火性能、燃烧速度和稳定性等燃烧特性的一种技术。为此,利用一种同轴介质阻挡放电结构对甲烷进行放电,然后将处理后的甲烷与空气混合、燃烧。对甲烷气体做了多种频率下的介质阻挡放电处理,观察处理后的燃烧火焰,在电压逐步升高的情况下,研究电压对火焰的影响,以及通过各种频率下的对比得出频率对火焰的影响规律,并做了光谱实验进行分析。结果表明,火焰形态随电压和频率的不同而有区别,其中还发生了甲烷的转化反应,一些在甲烷燃烧过程中重要的光谱波段在放电后有较明显的提高。

多喷嘴对置式气流床气化炉内热态行为的研究进展

气流床气化具有原料适应性广、碳转化率高、单炉处理量大、环境污染小等显著优势,已成为当今煤气化技术的主流发展方向。气流床气化过程涉及高温、高压下多相流动与复杂化学反应的相互作用,炉内反应机理尤为复杂。开展多喷嘴对置式气流床气化炉内热态行为研究能为揭示气流床气化炉内反应机理、丰富和发展气流床煤气化理论体系以及为工业气化装置优化设计和长周期高效稳定运行提供重要依据。本文综述了气流床气化炉内温度场及撞击火焰结构、高温颗粒群动态特性(原位雾化、颗粒流动及演化行为)、火焰光谱辐射特性、煤灰熔融机理和流动特性、气化过程固体结构演变及其对气化反应机理的影响等多喷嘴对置式气流床气化热态行为关键科学问题的国内外研究进展。研究人员提出并验证了单视角重建气流床气化三维火焰结构及三维温度场的数学方法,揭示了气流床气化炉内热态颗粒形态、空间行为及壁面沉积过程统计学规律,基于火焰自由基分布特征揭示了撞击气化过程强化反应机理,获得了煤灰中不同矿物组分对煤灰熔融机理及流动特性的定性影响规律,系统考察了气化过程固体理化结构演变规律及其对气化反应的作用机制。展望了今后多喷嘴对置式气流床气化热态行为的研究方向。

油料池火焰红外光谱特性分析研究（英文）

油罐池火燃烧污染强度大、范围广,航天遥感可成为实时动态监测油罐池火灾污染的新途径。航天遥感监测以目标光谱特性分析为基础,针对油料池火焰光谱特性研究不足的现状,通过构建全火焰红外测试系统,在室外开放空间条件下对多种油料及混合油料池火焰光谱,其他可燃物火焰的发射光谱进行了测试分析研究,光谱范围1-14μm。结果表明：92#汽油、95#汽油、0#柴油、航空煤油、润滑油池火焰的光谱曲线特征相似,在特定的波长处存在特征发射峰,在1.1,2.4,2.8及6.3μm附近存在H2O特征发射峰,在4.2及4.5μm附近存在CO2发射峰,在3.4μm处存在C—H伸缩振动发射峰,6.3μm后各光谱曲线无明显特征峰。92#汽油与0#柴油以不同比例混合的池火焰光谱与各油料池火焰光谱相比也无明显差别。92#汽油池火焰光谱与木柴及纸张火焰光谱相比,在3.4μm处存在特征发射峰;酒精火焰光谱虽然在3.4μm附近也有类似辐射发射,但辐射强度与4.5μm处CO2的辐射强度之比远低于92#汽油池火焰光谱在此两波段处辐射强度之比;蜂窝煤火焰光谱近似灰体辐射光谱。各燃料火焰光谱的差异主要由燃料的化学组成及燃烧反应机理的差异决定的。对92#汽油池火焰连续区、间歇区及烟气区的光谱特性进行了比较分析,结果表明3.4μm处的C—H伸缩振动峰只存在于连续区,证明了该发射峰是参与燃烧化学反应的油气产生的,该结果与油料池火燃烧反应机理吻合。实验结论对基于光谱特性分析的油料池火焰遥感识别具有重要借鉴意义。

三乙烯四胺基双(二硫代甲酸钠)及其重金属配合物的光谱研究

采用红外光谱、紫外光谱、原子吸收光谱及元素分析研究了三乙烯四胺基双（二硫代甲酸钠）（DTC-TETA）的结构及其重金属配合物的配位行为。在DTC-TETA的红外光谱图中，在1461～1388cm^-1处和1174-996cm^-1。处分别出现含有部分双键性质的C—N键和C—S键的特征吸收峰；在紫外光谱图中，分别在265和290nm处出现两个最大吸收峰，分别对应于N…C…S基团的π-π’跃迁和S…C…S基团中硫原子上非键电子向共轭体系的，π-π＇跃迁；元素分析结果表明该化合物中碳、氢、氮、硫的摩尔比近似为2：4：1：1。在Cu（Ⅱ），CA（Ⅱ），Zn（Ⅱ），Ni（Ⅱ）配合物的紫外光谱图中分别在紫外区的321，310，311，325nm处出现新的最大吸收峰。流动注射与火焰原子吸收联用分析结果表明DTC-TETA对铜、镉、镍、锌等重金属离子的络合能力强于二乙基二硫代氨基甲酸钠（DDTC）。

基于光谱分析的油料池火内部传热特性研究

油料池火焰内部分为不同燃烧区域,目前对油池火内部传热特性研究较少。针对油池火内部传热特性研究不足的现状,构建了红外火焰光谱测试系统,研究分析了92#汽油、95#汽油及润滑油池火焰红外光谱特性,对油池火焰不同燃烧区域的光谱信息进行了提取分析,结果表明：三种油料池火焰光谱特征相似,存在多个CO2,H2O及炭黑颗粒等燃烧产物的特征发射波段,3.4μm处C—H伸缩振动峰明显;火焰烟气区主要光谱特征为4-4.5μm波段范围内高温CO2发射峰,该区域火焰与空气换热剧烈,温度变化不稳定,火焰脉动频率较高;火焰间歇区的光谱特征是4-4.5μm波段范围内高温CO2发射峰,与烟气区相比,火焰间歇区脉动频率相对较低;与烟气区及间歇区相比,火焰连续区燃烧较为稳定,该区域的光谱特征明显,在2.5-3μm波段范围内炭黑粒子发射光谱强度较高,且在3.4μm处存在C—H伸缩振动峰,表明油料池火焰光谱3.4μm处的特征峰由高温油蒸汽产生。油池火焰不同燃烧区域光谱特征分析表明,油池火焰液态油表面的＂富燃料层＂吸收火焰传热,引起3.4μm附近油蒸汽分子能级的改变。油池火焰不同燃烧区域发射光谱强度计算表明,火焰连续区的强度最大,其次为间歇区,火焰烟气区与空气对流强烈,测得的发射光谱强度最低。研究结果为火焰—油料传热模型的修正提供了参考。

准东煤旋风燃烧火焰光谱分析方法

提出了一种基于主成分分析(principal component analysis,PCA)分离和辐射率多项式拟合的光谱分析方法,能够从光谱仪检测信号中同时反演火焰温度、辐射率和气相Na浓度。在一台旋风炉上开展了试验研究,结果表明,准东煤旋风燃烧火焰在可见光波段满足灰性假设,火焰温度检测误差小于4%。Na的特征谱线辐射强度与气相Na离子浓度成正比例关系,可利用Na在589 nm处的特征谱线反演气相Na浓度。旋风燃烧时煤灰中绝大部分的Na会挥发进入气相,配风方式对Na的释放没有影响。在旋风筒尾部气相Na向液渣和飞灰中迁移。