CO₂ 双波长 PLIF 测温
两片相邻涡轮叶片间的高温流场 · 239.34 nm / 242.14 nm
① 239.34 nm 激发
② 242.14 nm 激发
确定叶片间测量截面
从两片相邻叶片之间选取一个薄测量平面,观察高温气流通过流道。
汇报说明与参考依据
动画采用用户指定的双波长比值测温方案。Lee 等(2008,含 Hanson)报道了 239.34 和 242.14 nm 两个 CO₂ 激发波长,以减小 NO / O₂ 荧光干扰。该论文摘要支持波长选取和 CO₂ 定量成像,并不据此声称已验证本动画中的涡轮间测温配置。
动画假设:两个波长覆盖同一测量平面,并分别采集图像。相机观测轴沿片光法向,实际装置需要可用的光学窗口。本演示不规定激光器台数、探测器台数、滤光片带宽或脉冲间隔。若用于旋转叶片,需要与转子位置同步并处理遮挡。
校正信号记为 Sλ:在背景扣除、图像配准、探测响应与片光能量归一化后,视实际条件进一步修正吸收等影响。R = S₂₃₉ / S₂₄₂,T = f⁻¹(R;标定条件)。比值能否消除浓度等因素取决于两次测量的共址性、流场变化与响应模型;不能默认所有非温度因素完全抵消。标定关系必须包含相应的吸收截面、荧光量子产率和仪器响应影响,且需在目标压力、组分等条件下验证。
右侧两幅图由同一合成温度场生成,用于演示处理顺序;未使用实测截面、量子产率或标定曲线。本版使用高分辨率合成纹理与连续曲线遮罩,避免粗网格产生的阶梯边缘;两幅荧光图、比值图和温度图共用相同的归一化矩形视场与流道边界。黑色为测量区域以外或叶片遮挡部分,不代表低温。该优化仅用于示意图绘制,不对实测数据做平滑处理。最终色标只表示相对高低,不提供虚构的 K 数值。灰色区域表示信号不足或被遮挡的无效像素。动画时间不代表真实激光或流动时间。
参考:Lee et al., Fluorescence quantum yield of carbon dioxide for quantitative UV laser-induced fluorescence in high-pressure flames (2008);Hanson Research Group:PLIF 原理。
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