Science Island 팀, TDLAS 기술을 사용하여 고압 연소압 측정 분야에서 새로운 진전을 이루다

최근 중국과학원 허페이재료과학연구소 안광연구소 가오샤오밍(Gao Xiaoming)과 류쿤(Liu Kun) 연구원팀은 가변레이저흡수분광법(TDLAS) 기술을 이용한 고온 환경 압력 측정 및 관련 연구에서 새로운 진전을 이루었다. 이 논문은 국제적으로 유명한 저널인 Optics Letters에 Dual-Color Laser Absorption Spectroscopy for Combustion Diagnostics라는 제목으로 게재되었으며 교신저자는 Wang Guishi 부연구원입니다.
고압 연소는 낮은 온도 저항, 높은 온도 감도 드리프트, 연소 흐름장 간섭 및 기타 문제에 직면하여 압력 측정의 주요 수단인 전류 접촉 압력 센서의 경우 연소 효율과 출력을 향상시키는 중요한 매개 변수입니다. 항공기 엔진 연구 및 개발에 대한 압력 측정 기술의 고온 연소 환경을 수행하고 다중 매개변수(온도, 압력, 농도 등)로 인한 TDLAS 값의 중요한 적용의 기타 측면을 동시에 수행합니다. TDLAS는 빠른 속도, 높은 감도, 강력한 간섭 방지 능력으로 인해 많은 주목을 받고 있으며 연소 진단 분야에서 큰 발전 가능성을 보여줍니다. 그러나 기존 TDLAS 압력 측정은 분자 농도 변화의 영향을 받아 측정 정확도와 적용이 제한됩니다.
압력 측정에 대한 분자 농도의 간섭 영향 문제를 해결하기 위해 Kun Liu 연구원, Guishi Wang 부연구원, Ruifeng Wang 박사후 연구원을 포함한 팀은 2색 레이저 흡수 분광법을 사용하여 압력을 감지하는 새로운 방법을 제안했습니다. 분자 농도 영향 문제. 이 방법은 H 2O 분자의 1343 nm 및 1392 nm 밴드 근처에 두 개의 흡수선을 사용하고 두 흡수선의 로렌츠 선 폭의 선형 조합을 사용하여 압력을 반전시켜 분자 농도 면역 압력 측정을 실현합니다. 온도 범위 473-1273K(Kelvin, 0K=-273.15도)에서 실험을 통해 조합계수를 정확하게 교정하여 비접촉, 고정밀, 고속을 구현합니다. 3%의 측정 정확도와 20kHz(킬로헤르츠)의 측정 속도로 고온 환경에서 압력을 측정합니다. 이러한 기술적 혁신은 TDLAS 연소 진단을 현재의 온도 및 농도 측정에서 3차원 "온도, 농도 및 압력"의 다중 매개변수 측정으로 확장할 것으로 예상됩니다.
이 연구 작업은 중국 국립자연과학재단(NSFC) 및 기타 프로그램의 지원을 받습니다.

2색 레이저 흡수 분광법을 이용한 새로운 압력 감지 방법.
(a) 실험 설정; (b) 스펙트럼 신호; (c) 20kHz에서 1300K, 5.04bar의 고속 연속 압력 측정 결과.