基于近紅外光譜分析的軸對稱乙烯擴散火焰溫度及碳黑濃度檢測.pdf

1、碳黑是化石燃料不完全燃燒時產(chǎn)生的，是沒有被有效利用的能量，直接排放會導致能源利用效率的降低，以及對環(huán)境污染的加劇。碳黑顆粒對人體健康，環(huán)境污染，工業(yè)應用都有很大的影響。發(fā)展燃燒診斷技術，對燃燒過程中碳黑的形成和燃盡過程的研究，以及碳黑模型的檢驗都是十分必要的。
　　 基于火焰光譜信息處理技術同時重建火焰溫度和碳黑濃度分布的方法近年來受到廣泛關注，而基于火焰近紅外波段光譜的分析處理較為少見。本文介紹了基于火焰近紅外波段光譜信息同時

2、重建火焰溫度和碳黑濃度的方法。首先建立軸對稱火焰的輻射光譜模型，然后介紹了從火焰檢測強度分布中根據(jù)Abel 逆變換同時反演重建火焰溫度和碳黑濃度的計算方法；最后給定預設值，進行模擬計算，在三個不同的波長范圍900-1900nm，1000-1700nm和1200-1650nm 進行重建，得到的溫度和碳黑濃度分布基本與預設值一致：并且在不同的信噪比進行重建，在SNR 為200的噪聲條件下也可以得到比較理想的重建結果。
　　 實驗研究

3、以軸對稱乙烯火焰對象開展，在實驗中，乙烯的流量為130ml/min，空氣的流量為200l/min。利用近紅外光譜儀檢測獲得火焰五個不同高度層的光譜輻射信號分布。根據(jù)黑體爐標定得到的修正系數(shù)進行修正得到輻射強度分布，然后經(jīng)過濾波，多項式擬合，對稱等一系列數(shù)據(jù)處理過程，再根據(jù)Abel 逆變換從中重建出火焰不同高度層溫度和碳黑濃度分布。在火焰下部，靠近火焰中心位置，碳黑濃度分布接近于零，在火焰中部（30mm 高度）時，碳黑濃度分布達到峰值，然