Pressure measurement in combusting and non-combusting gases using laser-induced grating spectroscopy
Pressure measurement in combusting and non-combusting gases using laser-induced grating spectroscopy
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使用激光诱导光栅光谱测量燃烧和非燃烧气体的压力
DOI：
10.1007/s00340-019-7159-2
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Sahlberg A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sahlberg A
据报道，使用激光诱导热光栅光谱仪 LITGS 测量压力的准确性和精确度得到了提高。通过将建模信号与实验数据拟合，从 LITGS 信号时间曲线的记录中导出压力值。该过程描述了 LIGS 信号的精确建模，涉及一系列计算步骤以及适当的加权和校准，以确定平均和单次测量的压力相关参数的最佳拟合值。结果报告显示，应用这种模型拟合方法来测量静态单元中的压力，使用由含有 N2 的混合物中的 NO 生成的 LITGS，压力范围为 0.5–5.0 bar，精度为 1–3%，单次精度为 4–7%。在电动光学可访问发动机的压缩和膨胀冲程期间，使用甲苯种子燃料蒸气中产生的 LITGS 信号进行时间分辨压力测量，其与压力相关的精度在整个周期内优于 10% 至约 20%，在相同范围内单次精度在 5-15% 范围内。发动机在点火条件下的测量值是在有限的范围内获得的，并且与废气残留物导致的成分变化相关的不确定性略有增加。人们发现该方法对于环境压力附近的高温火焰的测量用途有限。
The measurement of pressure using laser-induced thermal grating spectroscopy, LITGS, with improved accuracy and precision is reported. Pressure values are derived from the record of the time-profile of LITGS signals by fitting of modelled signals to experimental data. The procedure is described for accurate modelling of the LIGS signals involving a sequence of calculation steps with appropriate weighting and calibration to determine the best-fit value of pressure-dependent parameters for averaged and single-shot measurements. Results are reported showing application of this model-fitting method to measurements of pressure in static cells using LITGS generated from NO in mixtures containing N2at pressures in the range 0.5–5.0 bar with accuracy of 1–3% and single-shot precision of 4–7%. Time-resolved measurements of pressure, using LITGS signals generated in toluene-seeded fuel vapour, during the compression and expansion strokes of a motored optically accessible engine are reported with pressure-dependent accuracy ranging from better than 10 to around 20% over the cycle and single-shot precision in the range 5–15% over the same range. Measurements in the engine under firing conditions were obtained over a limited range and slightly increased uncertainties associated with varying composition resulting from exhaust gas residuals. The method was found to be of limited utility for measurements in high temperature flames at around ambient pressures.
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