Il team di Science Island compie nuovi progressi nella misurazione della pressione di combustione ad alta pressione utilizzando la tecnologia TDLAS

Recentemente, il team formato dai ricercatori Gao Xiaoming e Liu Kun dell'Istituto Ankuang dell'Istituto di scienza dei materiali di Hefei, Accademia cinese delle scienze, ha compiuto nuovi progressi nella misurazione della pressione ambientale ad alta temperatura mediante la tecnologia TDLAS (Tunable Laser Absorption Spectroscopy) e nella relativa ricerca è stato pubblicato sulla rivista di fama internazionale Optics Letters con il titolo Spettroscopia di assorbimento laser a doppio colore per la diagnostica della combustione, con l'autore corrispondente il ricercatore associato Wang Guishi.
La combustione ad alta pressione è un parametro importante per migliorare l'efficienza e la potenza della combustione, poiché gli attuali sensori di pressione di contatto sono il principale mezzo di misurazione della pressione, affrontando resistenza alle basse temperature, deriva della sensibilità alle alte temperature, interferenza con il campo del flusso di combustione e altri problemi, per effettuare l'ambiente di combustione ad alta temperatura della tecnologia di misurazione della pressione sulla ricerca e sviluppo di motori aeronautici e altri aspetti dell'importante applicazione del valore del TDLAS grazie al multiparametro (temperatura, pressione, concentrazione, ecc.) simultaneo misurazione, TDLAS ha attirato molta attenzione grazie alla sua elevata velocità, elevata sensibilità e forte capacità anti-interferenza e mostra grandi prospettive di sviluppo nella diagnosi della combustione. Tuttavia, la tradizionale misurazione della pressione TDLAS è influenzata dal cambiamento della concentrazione molecolare, che limita la precisione e l'applicazione della misurazione.
Per affrontare il problema dell'influenza dell'interferenza della concentrazione molecolare sulla misurazione della pressione, il team, comprendente il ricercatore Kun Liu, il ricercatore associato Guishi Wang e il ricercatore post-dottorato Ruifeng Wang, ha proposto un nuovo metodo di rilevamento della pressione mediante spettroscopia di assorbimento laser a due colori per risolvere il problema problema dell'influenza della concentrazione molecolare. Il metodo utilizza due linee di assorbimento vicino alle bande di 1343 nm e 1392 nm delle molecole di H 2O e inverte la pressione utilizzando una combinazione lineare delle larghezze delle linee di Lorentz delle due linee di assorbimento per realizzare misurazioni della pressione immunizzata con concentrazione molecolare. I coefficienti di combinazione sono accuratamente calibrati nell'intervallo di temperatura di 473-1273 K (Kelvin, 0K=-273,15 gradi) attraverso esperimenti, realizzando senza contatto, ad alta precisione e ad alta velocità misurazione della pressione in ambienti ad alta temperatura, con una precisione di misurazione del 3% e una velocità di misurazione di 20 kHz (kilohertz). Si prevede che questa svolta tecnologica espanderà la diagnostica della combustione TDLAS dalle attuali misurazioni di temperatura e concentrazione alle misurazioni multiparametriche di "temperatura, concentrazione e pressione" in tre dimensioni.
Questo lavoro di ricerca è supportato dalla National Natural Science Foundation of China (NSFC) e da altri programmi.

Un nuovo metodo per il rilevamento della pressione mediante spettroscopia di assorbimento laser a due colori.
(a) allestimento sperimentale; (b) Segnale spettrale; (c) Risultati della misurazione della pressione continua ad alta velocità a 1.300 K, 5,04 bar a 20 kHz.