摘要：介绍了一套新的改进双色法柴油机气缸内局部瞬态火焰温度和碳粒浓度测试系统 ,其测试原理利用了颗粒的衍射理论 ,细致地考虑了柴油机气缸内碳粒云的光学参数。测试系统中采用了分叉光纤从而省去了一套复杂的光学分光系统。新型的探头设计较好地解决了蓝宝石窗面的积炭问题。对测试系统进行了标定。在缸盖火力面上布置两个具有代表性的测点来测量火焰温度和碳粒浓度。测试结果表明 :活塞凹坑部位火焰温度和碳粒浓度均较高 ;在活塞挤流区 ,循环变动很大。

摘要：以一台直列四缸柴油机为原型,设计开发了一台压燃式光学发动机。该光学发动机可以在1200r/min的转速下运行,采用电控共轨高压喷射系统,喷射压力和波形灵活可调。全透明石英气缸和活塞上的石英视窗提供了更为广阔的视野,为下一步激光测试奠定了基础。采用气动装置进行密封和快速拆卸,不但提高了石英气缸的安全性能,也使清洁视窗的时间缩短到10min,大大提高了光学发动机的使用效率。在此光学发动机上采用高速摄影和双色法开展生物柴油燃烧特性研究,验证了光学发动机的可靠性和实用性。研究结果表明:采用高压喷射共轨系统,在分段喷射条件下,生物柴油燃烧火焰的亮度、分布区域和高温(2000K以上)强辐射面积均小于柴油火焰。生物柴油由于自身含氧特点,在抑制碳烟生成和改善碳烟后期氧化方面同时发挥着作用。

摘要：结合麦肯纳燃烧器,设计了液体燃料部分预混火焰近壁面燃烧的光学诊断系统,利用双色法和激光诱导荧光法,研究了壁面高度及壁面温度对于近壁面区域火焰温度场和甲醛分布的影响.结果表明,随着壁面高度增加或者壁面温度升高,火焰温度升高,高温区域面积增大并从火焰外侧向中心轴附近转移.甲醛LIF图像上的信号与温度分布中的低温区域基本吻合,随着壁面高度的增加,甲醛峰值下降,而火焰整体的甲醛分布范围变广.当壁面温度升高时,甲醛信号变弱,整体的分布范围也变小.

摘要：活塞式内燃发动机是现代工业中应用最为广泛的动力机械装置。由于其内部燃料喷射、蒸发、燃烧等复杂的工作过程会对发动机的结构可靠性、能量利用效率和污染物生成产生极大影响,研究内部过程的物理机理并确定控制策略对于发动机的设计和改进具有重要的科学意义和实用价值。近年来,为更加深入理解发动机内部工作过程,研究人员广泛采用光学诊断试验技术来测量发动机缸内流动和燃烧特性。本文首先介绍了各类用于模拟发动机工作过程的试验台架(如定容燃烧弹、快速压缩机、光学发动机等)。在此基础上,分析了各类光学诊断技术的基本原理及其在发动机研究中的应用。光学诊断技术分为两类进行讨论,分别是基于传统光学的传统诊断技术(如纹影法、双色法等)和基于激光的先进诊断技术(如粒子图像测速法、激光诱导荧光法等)。光学诊断技术可在多尺度下测量缸内温度、物质浓度、液滴粒径等参数,为准确评估发动机喷油、蒸发、燃烧过程提供试验依据。更重要的是,光学诊断技术为更加深入理解高温高压环境下流动、燃烧的物理/化学机理提供了可能性,为开发高功率、高能效、低排放的先进发动机提供可靠的试验手段,同时为研究人员未来开展基础试验研究、更加深入地理解发动机工作过程提供指导。

摘要：针对某高功率密度柴油机缸内高热压缩介质燃烧温度测试需求,在传统测温方法因受适用性、可行性、测试效果等限制无法应用的情况下,研究了一种基于红外测温原理的双色红外温度测试方法,设计了双色红外测温系统,并在目标柴油机上进行了系统集成与试验验证.结果表明:同转速下目标柴油机功率越高,缸内循环平均瞬态最高温度越高;缸内温度与缸内压力在时域上具有周期一致性;单个工作循环内,缸内最高温度的出现时刻在最高压力时刻之后,处于燃烧缓燃期末段.验证结果表明了测试方法的有效性.

摘要：为提高双色法测温的精度,我们设计了一种使用中心波长为637nm和541nm的窄带通单色滤波片的双光路光学结构,并通过补偿算法,消除CCD图像传感器在采样中RGB三色宽采样峰交叠对测量的影响.分析了双色测温的原理和补偿算法,设计和搭建了双光路采样光学结构,通过黑体炉对温度进行标定并优化了CCD相机的白平衡和曝光时间设置.对黑体炉的温度测量结果表明,使用本设计的双光路光学结构以及补偿算法后温度最大相对误差为0.48%,而传统双色测温实验的最大相对误差为2.18%,本设计和改进对温度测量的准确度提高了一个数量级.

摘要：本文首先阐述了在恶劣的工业生产中对温场分布监测时采用双色法的理由，结合面阵CCD成象技术和数字图象处理方法，选用恰当的波长对和进行合理的装置设计，研制出新的数字图象温场监测装置，在对标准温度订的标定中得到预期结果，展望了该项技术在工业生产在线温场测量中的应用前景。