基于二极管激光消光光谱的高温气体与颗粒物同时探测研究

作     者：张铭珂 高振威 高光珍 江宇豪 蔡廷栋 Zhang Ming-Ke;Gao Zhen-Wei;Gao Guang-Zhen;Jiang Yu-Hao;Cai Ting-Dong

作者机构：江苏师范大学物理与电子工程学院徐州221116 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:61875079,61805110,61475068,11104237) 江苏省重点研发计划(批准号:BE2021634) 徐州市推动科技创新项目重点研发计划(批准号:KC19202) 江苏省碳达峰碳中和科技创新专项(批准号:BE2022314)资助的课题 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2022年第71卷第19期

页      码：85-91页

摘      要：化石燃料燃烧过程中产生的碳烟颗粒物是大气细粒子(PM2.5)的主要来源,这些大量产生的碳烟颗粒物也是影响燃烧效率的重要因素;乙炔(C_(2)H_(2))作为碳烟生成的重要前驱体,在碳烟生成过程中起到关键作用;因此,发展能够同时对碳烟颗粒物及C_(2)H_(2)浓度进行在线测量的方法,对于碳烟生成机理的研究具有重要意义.本文选择中心波长1540 nm的可调谐二极管激光器作为光源,利用多通吸收方式搭建探测系统,在自行设计的气固两相高温静态池中使用C_(2)H_(2)-N_(2)混合气体载带石英砂颗粒模拟颗粒物环境,通过获取6490.02 cm^(-1)处C_(2)H_(2)目标谱线附近的一段消光光谱信号,并从中分别提取出与颗粒物有关的消光信号和与C_(2)H_(2)有关的吸收信号,从而实现了对颗粒物质量浓度和气体体积浓度的同时测量.测量结果表明,在500-1000 K温度范围内颗粒物质量浓度和气体体积浓度的测量值与参考值之间的平均偏差分别为2.73%和5.17%,说明了本技术对于气体与颗粒物同时测量的良好性能.

主 题 词：可调谐二极管激光吸收光谱 消光光谱 气体浓度 颗粒质量浓度 

学科分类：081704[081704] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-轻工类] 070602[070602] 070302[070302] 0706[理学-大气科学类] 0703[理学-化学类] 

核心收录：

D　O　I：10.7498/aps.71.20220866

馆 藏 号：203114641...