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利用非接触红外测温技术测量火焰温度

李响  
【摘要】: 火焰温度是燃烧过程中最重要的热力学参数之一。现今,国家大力提倡节能减排。汽车工业方面,提倡降低汽车的尾气排放,鼓励开发设计低污染的、高效的新型车用发动机;煤电产业方面,倡导提高电站燃煤锅炉煤粉燃烧的稳定性、清洁性及经济性。而火焰温度不仅关系到燃烧效率和燃烧的稳定性,还关系到污染物的生成和排放。火焰温度测量技术的研究有助于提高燃烧效率,改善燃烧性能,从而减少污染。此外,对于各种战略战术武器发射平台的设计,发动机燃气流的火焰温度直接影响着设计指标和达到指标的途径。因此,准确的测量火焰温度,无论对汽车、煤电工业,还是战略战术武器发射平台都有重要的意义。 作为一种重要的火焰温度测量方法,非接触红外测温可充分利用火焰自身辐射特性,在测温范围、准确度、适应性、选择性及物理量综合测量等方面有不可比拟的优势。本文在现有红外测温方法基础上,以增大测温范围、提高测量准确度和适应性为主要目的,设计出可适用于复杂环境、准确度高、稳定的测量系统。 火焰温度测量系统的硬件设计部分,首先对火焰的红外光谱进行了测量,确定了双波长的选取范围,作为选择红外光学探测器的选择依据;然后对探测器接收到的信号进行了调理,主要涉及到信号的放大,滤波以及整形;最后选择合适的数据采集卡,将信号输入计算机,待后续处理。 火焰温度测量系统的软件设计部分,运用LabVIEW软件,设计了包括双通道数据采集功能模块、双波长测温功能实现模块、数据保存模块、数据回放功能模块以及仪器标定功能模块在内的五个系统模块,实现了双波长测温功能。 利用该系统对蜡烛火焰进行了实际测量,针对测量值与参考标准值对误差进行分析,并提出改进方法。


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