利用单只可调谐二极管激光器对燃烧气体中温度、水与二氧化碳浓度进行层析成像的计算研究
仪器与探测器
2021-01-01 v1
摘要
当今需要优化燃烧过程与催化效率以最小化污染物排放，这可通过内部分析燃烧过程中的温度与燃烧产物分布来实现。本文讨论了通过扫描单只窄带激光器同时二维层析成像温度及 CO 与 HO 浓度的可行性。围绕 2000 nm 波长范围讨论了用于双音温度测量的 HO 光谱线选择。该区域被选中是因为 HO 与 CO 光谱线均具有足够的强度水平。波数对 (5005.53 与 5003.3 cm) 被发现有别于其余所有组合，最适于温度与 HO 浓度分布，而 5004.36 cm 被选用于 CO。为确立不同重建算法的效能，将具有均匀浓度的双峰与同心温度分布体模分别用四种重建技术尝试。使用滤波 Landweber 与 Tikhonov 正则化方法对 5005.53 与 5003.3 cm 的同类体模，实现了温度及 HO 和 CO 浓度的出色重建。最初成像尝试同时使用扇形束与离散不规则光束阵列，分别含 100 与 31 束。尽管光束数较少，后者也展现出非常有前景的结果。
引用
@article{arxiv.2012.14780,
title = {A computational study for tomographic imaging of temperature, water and carbon dioxide concentration in combustion gases using a single tunable diode laser},
author = {Satwik Choudhury and Sandip Pal},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.14780},
year = {2021}
}
备注
We present a computational study on tomography of water and CO$_2$ to fetch a spectral region, and a closely lying triplet is reported after examining several ones, one for CO$_2$ and two for water, which may offer enough sensitivity to image both of these elements using a single tunable diode-laser