科學(xué)島團(tuán)隊(duì)在層析吸收光譜燃燒流場(chǎng)分布測(cè)量方面取得進(jìn)展

近日，中國(guó)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(tuán)隊(duì)在層析吸收光譜燃燒流場(chǎng)溫度、濃度分布測(cè)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(dòng)機(jī)尾焰溫度濃度分布測(cè)量》為題發(fā)表在國(guó)際知名期刊Fuel上。

基于層析吸收光譜的燃燒流場(chǎng)溫度、組分濃度分布測(cè)量可為先進(jìn)燃燒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、監(jiān)測(cè)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(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，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(cè)量誤差較大，限制了層析吸收光譜的量化精度。

針對(duì)基線誤差導(dǎo)致的吸光度畸變問(wèn)題，團(tuán)隊(duì)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(guò)建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，從導(dǎo)數(shù)信號(hào)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(cè)量精度提高約1個(gè)數(shù)量級(jí)。利用此方法，該團(tuán)隊(duì)使用12束激光對(duì)柴油驅(qū)動(dòng)的微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)尾焰溫度和H2O濃度分布進(jìn)行了非接觸、高速測(cè)量，測(cè)量速度達(dá)到20kHz，溫度測(cè)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(dòng)機(jī)尾焰測(cè)量系統(tǒng)示意圖

尾焰溫度、H2O濃度分布圖