+7 (495) 646-88-24
Rus

LIF, LII, Raman, Rayleigh, Emission Spectroscopy методы - диагностика и исследование процессов горения

LaVision FlameMaster Tunable LIF

 
Системы диагностики процессов горания LaVision FlameMaster позволяют исследователям и инженерам находить добиваться более эффективного и чистого сгорания топлива.
Учитывая, что оптическая диагностика по своей природе не вмешивается в протекание самих процессов, она предлагает уникальные возможности выполнения полевых измерений реактивного потока на местах в системах сжигания топлива. Подобных возможностей нельзя достичь при помощи стандартных, то есть не оптических, методов диагностики. Использование методов оптической диагностики способствует существенному снижению выброса загрязняющих веществ в ходе сгорания, в особенности парниковых газов CO2, CH4 и H2O.
 

Методы анализа LIF систем.

FlameMaster основана на оптической диагностике пламени с помощью лазеров и видеокамер и использует следующие методы анализа и измерений:
  • LIF — лазерно индуцированная флуоресценция
  • LII — лазерно-индуцированная инкандесценция
  • Рамановское рассеяние
  • Рэлеевское рассеяние
  • Эмиссионная спектроскопия
 

Получаемые данные LIF систем:

  • LIF-визуализация топлива и смесей
  • визуализация фронта пламени
  • распределение радикалов (OH, NO, CH …)
  • структура и стабильность пламени
  • температура пламени и продуктов горения
  • концентрация продуктов горения и размер твердых частиц

 

Особенности LIF комплексов:

  • измерения с разрешением по углу поворота кривошипа, статистика цикла
  • синхронизация с двигателем
  • высокоскоростные измерения внутри одного цикла (анализ переходных процессов)

 

Дополнительно о LIF комплексах:

  • использование эндоскопов для труднодоступных мест
  • рециркуляция выхлопных газов и охлаждение пламени
  • харакетристики пламени при стеклообразовании
  • CVD: гидролиз пламен при производстве кварца
  • лазерно-индуцированная инканденсценция (LII), горение при высоком давлении
  • стехиометрия ( λ ) для оценки стратификации заряда
 

Применения LIF систем:

иследование сгорания в пламенах, горелках, турбинных двигателях, силовых установках, печах, химических реакторах.
Дополнительно

Лазерная система изображений типа FlameMaster Tunable LIF.

Назначение LIF системы:

  • визуализация структуры пламени в выбранных фрагментах потока путем отображения расположения и распространения фронтов пламени, полей концентраций LIF-активных химических компонентов: OH, CO, NO, CH2O, PAH.
  • визуализации мгновенной и осредненной структуры пламени;
  • визуализации Рамановского рассечния

Принцип действия LIF системы:

Основан на методах лазерно-индуцированной флуоресценции (LIF/PLIF, ЛИФ/ПЛИФ-метод) и Рамановский метод. 
ЛИФ-метод основан на использовании оптического излучения видимой и ультрафиолетовой части спектра для импульсной подсветки выбранного сечения процесса горения (пламени) с возможностью наблюдения и обработки изображений света, переизлученного (явление флуоресценции) ЛИФ-активными химическими компонентами, находящимися в топливо-воздушной смеси, либо являющимися продуктами горения. Пламя подсвечивается лазерным лучом в форме светового «листа», получаемого с помощью оптической насадки, включающей цилиндрическую линзу. Для этого используется лазерная система, включающая в себя лазер на красителях с перестраиваемой длиной волны и лазер накачки с фиксированными длинами волн излучения. Необходимость использования лазерной системы с перестраиваемым лазером на красителях обусловлена, тем что различные химические компоненты переизлучают свет при их подсветке (возбуждении) лазерным излучением только определенной длины волны. Конкретное значение длины волны лазерного излучения для конкретного эксперимента определяется по справочникам, либо путем сканирования спектра и поиска пика сигнала флуоресценции для интересующего химического компонента. Для того чтобы исследовать динамику процессов лазерная система работает в частотно-импульсном режиме. Изображения света, переизлученного ЛИФ-активными компонентами, в пределах светового «листа» записываются высокочувствительной ПЗС-видеокамерой с усилителем изображения, оснащенной полосовым оптическим фильтром для регистрации ЛИФ-сигнала от конкретного интересующего компонента. При этом видеокамера синхронизируется с лазерными импульсами. Полученное изображение представляет собой относительное поле концентраций исследуемого ЛИФ-активного компонента. По яркости изображения можно оценить абсолютные значения концентрации, при условии предварительного проведения калибровки яркости изображений с использованием калибровочной горелки.

Область использования LIF комплексов:          

Научные фундаментальные и прикладные исследования в области исследования процессов горения с целью достижения наиболее полного сгорания топлив и снижения выбросов вредных продуктов сгорания. Возможно использование подобных систем в ряде технических приложений, таких, например, как изучение процессов в двигателях внутреннего сгорания, газовых турбинах, авиационных двигателях.
 

 

 
 
Комплектность

Комплектно LIF систем.

В состав системы входят следующие главные компоненты:

  1. Лазер накачки
  2. Лазер на красителях
  3. Высокочувствительная sCMOS-видеокамера
  4. Усилитель изображения
Видео

Основные компоненты
Online Energy Monitor

Онлайн монитор для коррекции вариаций лазерной энергии импульса.

  • возможность выбора длины волны
  • энергии импульса от 1 мДж до 250 мДж
  • синхронизации с лазером по TTL сигналу
Спектрограф

Спектрограф для системы FlameMaster 1D-Raman Spectroscopy.

  • Версия с тремя решетками
  • Фокусное расстояние 300 мм
  • Апертура f/4
Лазер на красителях

Лазер на красителях Sirah PrecisionScan

  • Калибровка с точностью до 30 пм
  • Диапазон длин волн от 350 до 610 нм
  • Блок удвоения частоты
  • Блок мониторинга энергии импульса
Установочная рама для LIF системы

Установочная рама для лазерной системы изображений FlameMaster Tunable LIF.

  • жесткая и легкая конструкция
  • повышенная мобильность
  • изготовлена из алюминиевого сплава
Quanta-Ray
Quanta-Ray Spectra-Physics

Лазер накачки для лазерной системы изображений FlameMaster Tunable LIF

  • Мощный импульсный лазер Nd:YAG
  • Высокая стабильность
  • Защита корпуса
Nd:YAG Laser Q-smart

Лазер с возможность изменения длины волны и интеллектуальной автоподстройкой.

  • Энергия импульса до 430 мДж
  • Частота повторения до 20 Гц
  • Длительность импульса 5 нс
Калибровочная горелка

Калибровочная горелка для лазерной системы изображений FlameMaster.

  • горелка плоского пламени МакКена
  • диаметр охлаждаемой пластины 60 мм
  • водяное охлаждение
Вращатели плоскости поляризации

Вращатели плоскости поляризации для 2D-Rayleigh Thermometry системы.

Рекомендуем посмотреть
Отправить запрос
© 2013 -2020 ООО «Камера Ай-Кью»
Отправить заявку
Нажимая кнопку "Отправить", я даю согласие на обработку моих персональных данных в соответствии с условиями Пользовательского Соглашения