Development of Temperature and Species Concentration Measurement Method of High Temperature Burnt Gas by Diode Laser Absorption Spectroscopy

二极管激光吸收光谱法测量高温燃烧气体温度和物质浓度方法的研制

基本信息

  • 批准号:
    14550182
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.18万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2002
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2002 至 2003
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The infrared absorption spectroscopy by use of diode laser is a simple and advanced gas temperature and species concentration measuring method. This method enables us to measure temperature and concentration of a gas simultaneously and continuously and to measure variety kinds of gas concentration by the light source of multi-wavelengths. In this study, water vapor as an absorbing medium was selected. The objectives of this study are to examine the characteristics of the absorption spectrum or the combination of the absorption lines and to develop gas temperature measurement by selected absorption lines under high temperature conditions. The results obtained by this study are described below.(1) The characteristics of the absorption spectrum used for high temperature measurement were examined. The pair of measurement wavelengths as absorption lines was selected as the result paying attention to the following items; (i) the energy difference between them before absorption transition is large, (ii) They have large absorption line intensity in high temperature, (iii) At the reference temperature, the absorption line intensity of the center line is large and the ratio of absorption line intensity is also large and (iv) they are isolated from other absorption bands. (2) Two sets of diode lasers were used to measure flame temperature from 1350K to 1800K by scanning the infrared absorption spectrum of water vapor. (3) Although the measured absorption spectrum is mostly in agreement with the calculation result based on an absorption coefficient database, the parts which has a difference in the line intensity and the line width or the temperature dependency of the absorption line intensity was recognized. (4) The ratio of the absorption line intensity obtained from the measured absorption spectrum corresponds to the calculation result by the absorption coefficient database. But, the deviation of the intensity ratio is large in 1600K or higher temperature.
使用二极管激光器是一种简单且先进的气体温度和物种浓度测量方法,红外吸收光谱法。这种方法使我们能够同时且连续地测量气体的温度和浓度,并通过多波长的光源来测量各种气体浓度。在这项研究中,选择了水蒸气作为吸收培养基。这项研究的目标是检查吸收光谱或吸收系的组合的特征,并在高温条件下通过选定的吸收系进行气温测量。 (1)研究了用于高温测量的吸收光谱的特征。选择了一对作为吸收线的测量波长,因为结果注意以下项目。 (i)吸收过渡之前它们之间的能量差很大,(ii)它们在高温下的吸收线强度很大,(iii)在参考温度下,中心线的吸收线强度很大,吸收线强度的比率也很大,并且(iv)它们与其他吸收带分离出来。 (2)通过扫描水蒸气的红外吸收光谱,使用两组二极管激光器从1350k到1800K测量火焰温度。 (3)尽管测得的吸收光谱主要与基于吸收系数数据库的计算结果一致,但识别了线宽度和线宽度或吸收线强度的温度依赖性的部分。 (4)从测得的吸收光谱获得的吸收线强度的比率对应于吸收系数数据库的计算结果。但是,强度比在1600K或更高温度下的偏差很大。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
田島康崇, 小宮山正治, 松浦大輔, 高城敏美: "半導体レーザ赤外線吸収を用いを高温ガス温度計測に関する研究"夢40回燃焼シンポジウム講演論文集. 525-526 (2002)
Yasutaka Tajima、Masaharu Komiyama、Daisuke Matsuura、Toshimi Takashiro:“利用半导体激光红外吸收测量高温气体温度的研究”第40届梦想燃烧研讨会论文集525-526(2002)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Yasutaka Tajima: "Studies on Temperature Measurement of Gas at High Temperature by Diode Laser Infrared Absorption Method"Proc.40th Japanese Symposium on Combustion. 17-18 (2002)
Yasutaka Tajima:“用二极管激光红外吸收法测量高温气体温度的研究”Proc.第40届日本燃烧研讨会。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
新谷 了: "OH-レーザ誘起蛍光スペクトルの解析と火炎計測への応用(第2報)"第41回燃焼シンポジウム. 425-426 (2003)
Ryo Shintani:“OH 激光诱导荧光光谱分析及其在火焰测量中的应用(第二份报告)”第 41 届燃烧研讨会 425-426(2003 年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
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    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Satoru Shintani: "Numerical Analysis of OH-Laser Induced Fluorescence and Application to Flame Measurement"Proc.40th Japanese Symposium on Combustion. 391-392 (2002)
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  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
田島康崇: "半導体レーザ赤外線吸収を用いた高温ガス温度計測に関する研究"第40回燃焼シンポジウム. 525-526 (2002)
田岛泰隆:“利用半导体激光红外吸收测量高温气体温度的研究”第40届燃烧研讨会525-526(2002年)。
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