НИУ «МЭИ»
Россия
ГРНТИ 50.07 Теоретические основы вычислительной техники
ББК 3297 Вычислительная техника
В работе представлен подход к восстановлению поля температур пламени с помощью пирометра спектрального отношения. Прибор регистрирует интенсивность излучение от измеряемого пламени в нескольких спектральных диапазонах с использованием интерференционных фильтров и фотодиодов. Усиление сигнала происходит с помощью разработанного трансимпедансного усилителя. Пирометр определяет температуру путем измерения отношения интенсивности излучения в двух различных спектральных диапазонах. Амплитуда сигнала определяется путем интегрирования интенсивности излучения пламени по лучу зрения оптической системы пирометра. Измерение пламени с нескольких ракурсов позволяет получить преобразование Радона для этой области. Расчет обратного преобразования позволяет получить поле локальных температур пламени. В работе представлена экспериментальная установка по измерению локальных температур пламени и программное обеспечение, позволяющее автоматизировать процесс измерения и восстанавливать томограммы температурных полей.
измерение высоких температур газа, пирометр спектрального отношения, томография температурных полей, преобразование Радона
1. Авиационные правила - 25. Нормы летной годности самолетов транспортной категории - Межгосударственный авиационный комитет, ОАО «АВИАИЗДАТ», 2009. 274 с.
2. Алиходжина Н.В., Фланден В.С., Аникин К.А. Пирометр и пламя // Наука сегодня: фундаментальные и прикладные исследования Материалы международной науч.-практ. конференции. В двух частях. 2017. С. 24-26.
3. Бакулев В.И., Голубев В.А., Нечаев Ю.Н. и др. Теория, расчет и проектирование авиационных двигателей и энергетических установок / под ред. В.А. Сосунова, В.М. Чепкина. М.: МАИ, 2003. 688 c.
4. Голенцов Д.А., Романов В.Б., Сахаров В.Б. Пирометр спектрального отношения для определения температуры газовых потоков // Оптические методы исследования потоков: Труды VIII Межд. науч-технич. конференции. М.: Изд-во ЗАО Фирма «Знак», 2005. С. 178-181.
5. Дьяченко Н.Х., Батурин С.А., Ложкин В.Н. Метод высокотемпературной пирометрии пламени в дизеле // Двигатели внутреннего сгорания. М.: НИИинформтяжмаш, 1977. № 4-77-14. С. 12-14.
6. Левин Г.Г., Вишняков Г.Н. Оптическая томография. М.: Радио и связь 1989. 224 с.
7. Новиков В.Н., Сахаров В.Б., Смирнов Л.И. Пирометр спектрального отношения // Измерительная техника. 1987. № 12. С. 42-43.
8. Поройков А.Ю., Сахаров В.Б. Пирометр спектрального отношения для измерения высоких температур в газовых потоках // Приборы и техника эксперимента. №6, 2016. С. 131-132.
9. Поройков А.Ю., Фланден В.С., Лапицкий К.М. Томографическая система измерения локальных температур пламени с помощью пирометра спектрального отношения // Приборы и техника эксперимента. № 1, 2019. С. 110-116.
10. Похлебаев Д.В., Саенко Г.И., Клевец К. В. Пирометр спектрального отношения // Информационные и измерительные системы и технологии. Сборник научных статей по материалам Международной научно-технической конференции. 2016. С. 83-87.
11. Сахаров В.Б., Садовин М.А., Поройков А.Ю. Особенности определения высокой температуры газового потока пирометром спектрального отношения // АВИАДВИГАТЕЛИ XXI ВЕКА. Москва 24-27 ноября 2015 г. Сборник тезисов докладов. М.: ЦИАМ, 2015. С. 813-815.
12. Сеньков А.Г., Фираго В.А. Оптимизация характеристик пирометров спектрального отношения // Вестник БГУ. Серия 1, Физика. Математика. Информатика. 2009. № 1. С. 47-54.
13. Фролов Ю.В. (ред.) Теория горения и взрыва. Т. 1. М.: Наука, 1981. 412 с.
14. Фрунзе, А.В. Пирометры спектрального отношения: преимущества, недостатки и пути их устранения // Фотоника, 2009. № 4 -С. 32-37.
15. Cai W., Kaminski C. F. Tomographic absorption spectroscopy for the study of gas dynamics and reactive flows// Progress in Energy and Combustion Science. 2017. Vol. 59. P. 1-31.
16. Hsieh J. Computed tomography: principles, design, artifacts, and recent advances. Bellingham, WA: SPIE, 2009. 562 pp.
17. Kak A. C., Slaney M. Principles of computerized tomographic imaging. Society for Industrial and Applied Mathematics, 2001. 329 pp.
18. Kranendonk L.A., Caswell A.W., Hagen C.L., Neuroth C.T., Shouse D.T., Gord J.R., Sanders S.T. Temperature measurements in a gas-turbine-combustor sector rig using sweptwavelength absorption spectroscopy // Journal of Propulsion and Power. 2009. Vol. 25. №. 4. P. 859-863.
19. Wang F., Wu Q., Huang Q., Zhang H., Yan J., Cen K. Simultaneous measurement of 2-dimensional H2O concentration and temperature distribution in premixed methane/air flame using TDLAS-based tomography technology // Optics Communications. 2015. Vol. 346. P. 53-63
