Tim Znanstvenog otoka postiže novi napredak u mjerenju tlaka izgaranja pod visokim pritiskom pomoću tehnologije TDLAS

Nedavno je tim istraživača Gao Xiaominga i Liu Kuna s instituta Ankuang Instituta za znanost o materijalima Hefei, Kineske akademije znanosti, postigao novi napredak u mjerenju tlaka okoline visoke temperature tehnologijom prilagodljive laserske apsorpcijske spektroskopije (TDLAS) i srodnim istraživanjima objavljeno je u međunarodno poznatom časopisu Optics Letters pod naslovom Dual-Color Laser Absorption Spectroscopy for Combustion Diagnostics, s autorom za dopisivanje suradnim istraživačem Wangom Guishijem.
Visokotlačno izgaranje važan je parametar za povećanje učinkovitosti i snage izgaranja, za trenutne kontaktne senzore tlaka kao glavno sredstvo mjerenja tlaka, suočavajući se s otporom niske temperature, pomakom osjetljivosti na visoku temperaturu, smetnjama s poljem protoka izgaranja i drugim problemima, provesti visokotemperaturno okruženje izgaranja tehnologije mjerenja tlaka na istraživanje i razvoj zrakoplovnih motora i druge aspekte važne primjene vrijednosti TDLAS-a zbog više parametara (temperatura, tlak, koncentracija, itd.) simultano mjerenja, TDLAS je privukao veliku pozornost zbog svoje velike brzine, visoke osjetljivosti i snažne sposobnosti sprječavanja smetnji, a pokazuje i velike izglede za razvoj u dijagnostici izgaranja. Međutim, na tradicionalno TDLAS mjerenje tlaka utječe promjena molekularne koncentracije, što ograničava točnost mjerenja i primjenu.
Kako bi se pozabavili problemom utjecaja interferencije molekularne koncentracije na mjerenje tlaka, tim, uključujući istraživača Kun Liua, suradnika istraživača Guishija Wanga i postdoktoranda Ruifenga Wanga, predložio je novu metodu očitavanja tlaka dvobojnom laserskom apsorpcijskom spektroskopijom kako bi se riješio problem problem utjecaja molekularne koncentracije. Metoda koristi dvije apsorpcijske linije u blizini vrpci od 1343 nm i 1392 nm molekula H 2O i invertira tlak koristeći linearnu kombinaciju širina Lorentzovih linija dviju apsorpcijskih linija kako bi se ostvarila mjerenja tlaka imunizirana na molekularnu koncentraciju. Koeficijenti kombinacije precizno su kalibrirani u temperaturnom rasponu od 473-1273 K (Kelvin, 0K=-273.15 stupnjeva) kroz eksperimente, ostvarujući beskontaktno, visokoprecizno, brzo mjerenje tlaka u okolinama s visokim temperaturama, s točnošću mjerenja od 3% i brzinom mjerenja od 20 kHz (kilohertz). Očekuje se da će ovaj tehnološki iskorak proširiti TDLAS dijagnostiku izgaranja s trenutnih mjerenja temperature i koncentracije na višeparametarska mjerenja "temperature, koncentracije i tlaka" u tri dimenzije.
Ovo istraživanje podupiru Nacionalna zaklada za prirodne znanosti Kine (NSFC) i drugi programi.

Nova metoda za mjerenje tlaka dvobojnom laserskom apsorpcijskom spektroskopijom.
(a) Eksperimentalna postavka; (b) Spektralni signal; (c) Rezultati kontinuiranog mjerenja tlaka velike brzine pri 1300 K, 5,04 bara pri 20 kHz.