BOXCARS测量燃烧场的温度Ξ-强激光与粒子束.PDFVIP

　第 15 卷 　第 4 期 强 激 光 与 粒 子 束 Vol. 15 ,No. 4 　 　2003 年 4 月 HIGH POWER LASER AND PARTICL E BEAMS Apr. ,2003 　 文章编号 : (2003) BOXCARS 测量燃烧场的温度 张振荣, 　胡志云 , 　黄梅生 , 　关小伟 , 　刘晶儒 ( 西北核技术研究所, 陕西 西安 710024) 　　摘 　要 : 　介绍了用 BOXCARS 技术测量 CH / air 火焰的温度。给出了甲烷气体不同流量下和火焰不同 4 高度处的温度测量结果 ,分析了温度随甲烷气体流量变化和火焰高度变化的变化趋势 ,根据实际的实验参数计 算了相应的空间分辨率。实验结果表明 :利用 BOXCARS 技术可进行高精度、高空间分辨的温度测量。 　　关键词 : 　BOXCARS ; 　温度 ; 　空间分辨率 ; 　燃烧场 　　中图分类号 : 　TN247 　　　　文献标识码 : 　A ( ) ( ) 　　基于激光的光学诊断技术如相干反斯托克斯喇曼散射 CARS 、自发喇曼散射、激光诱导荧光 L IF 等 ,可 对燃烧场的温度、组分浓度、流速等物理参数进行高时空分辨的实时测量[1～4 ] 。相比较而言 ,CARS 具有信号 强度高、抗干扰能力强、具有相干性和收集效率高等特点 , 因此 ,它适合于诊断较复杂的燃烧场[4～6 ] 。与共线 ( ) ( ) CARS 和 USED CARS CARS 谱的非稳腔空间增强探测技术 相比较 ,虽然BOXCARS 交叉 CARS 技术 的光 路比较复杂 ,对光路的准直要求很高 ,而且 , 由于作用区体积小,信号也比较弱 ,但 BOXCARS 具有极好的空间 分辨率 ,是一种诊断温度梯度较大的燃烧场的理想方法。所以对复杂的非稳燃烧场[4 ] 的诊断大多采用这一技 术。 1 　实验原理 　　CARS 是一种四波混频过程。当相位完全匹配时 ,接受到的散射信号的功率已不再像自发喇曼散射那样 与激光功率和分子数密度呈线性关系 ,而是呈非线性关系[4 ] 2 2 4πω 3 ( ) 2 3 2 2 χ ( )