科學(xué)島團隊在層析吸收光譜燃燒流場分布測量方面取得進(jìn)展

近日，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)院安光所高曉明研究員、劉錕研究員團隊在層析吸收光譜燃燒流場溫度、濃度分布測量方面取得新進(jìn)展，相關(guān)研究以《基于深度學(xué)習(xí)吸光度恢復(fù)和層析吸收光譜的發(fā)動機尾焰溫度濃度分布測量》為題發(fā)表在國際知名期刊Fuel上。

基于層析吸收光譜的燃燒流場溫度、組分濃度分布測量可為先進(jìn)燃燒系統(tǒng)的設(shè)計、監(jiān)測和診斷提供更全面的數(shù)據(jù)，具有速度快、靈敏度高、抗干擾能力強的優(yōu)點，在燃燒診斷方面展現(xiàn)出巨大的發(fā)展前景。然而受吸光度畸變的影響，傳統(tǒng)的吸收光譜單路徑測量誤差較大，限制了層析吸收光譜的量化精度。

針對基線誤差導(dǎo)致的吸光度畸變問題，團隊劉錕研究員、王貴師副研究員、博士后王瑞峰等提出一種基于深度學(xué)習(xí)的吸光度恢復(fù)新方法。該方法通過建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，從導(dǎo)數(shù)信號恢復(fù)吸光度，具有抑制基線誤差，降低吸光度畸變的效果，將吸收光譜單路徑測量精度提高約1個數(shù)量級。利用此方法，該團隊使用12束激光對柴油驅(qū)動的微型渦噴發(fā)動機尾焰溫度和H2O濃度分布進(jìn)行了非接觸、高速測量，測量速度達(dá)到20kHz，溫度測量誤差與熱電偶僅相差0.9%。這一技術(shù)突破有望提高層析吸收光譜量化精度。

層析吸收光譜微型渦噴發(fā)動機尾焰測量系統(tǒng)示意圖

尾焰溫度、H2O濃度分布圖