LIF/PLIF 燃燒診斷系統(tǒng)-北京卓立漢光儀器有限公司

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LIF/PLIF 燃燒診斷系統(tǒng)

產(chǎn)品型號(hào)：
產(chǎn)品時(shí)間：2024-05-20
簡(jiǎn)要描述：作為一套模塊化、現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)采集分析和成像系統(tǒng)，平面激光誘導(dǎo)熒光(PLIF) 是對(duì)燃燒實(shí)驗(yàn) 進(jìn)行診斷的獨(dú)te工具。通過對(duì)燃燒自由基、污染物、燃料示蹤劑等的測(cè)量，該系統(tǒng)可以對(duì)諸如燃料注入、點(diǎn)火現(xiàn)象和火焰鋒面等現(xiàn)象進(jìn)行研究，從而加深對(duì)燃燒過程的理解

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產(chǎn)品介紹

作為一套模塊化，現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)采集分析和成像系統(tǒng)，平面激光誘導(dǎo)熒光(PLIF) 是對(duì)燃燒實(shí)驗(yàn)進(jìn)行診斷的獨(dú)te工具。通過對(duì)燃燒自由基、污染物、燃料示蹤劑等的測(cè)量，該系統(tǒng)可以對(duì)諸如燃料注入、點(diǎn)火現(xiàn)象和火焰鋒面等現(xiàn)象進(jìn)行研究，從而加深對(duì)燃燒過程的理解。

PLIF 中的LIF- 激光誘導(dǎo)熒光(LIF) 技術(shù)

LIF 技術(shù)的工作原理為：調(diào)諧激光波長(zhǎng)，使激光的光子輸出頻率和燃燒場(chǎng)內(nèi)待探測(cè)離子的某一對(duì)上下能級(jí)間的躍遷頻率相同，形成共振吸收，將下能態(tài)粒子泵浦到上能態(tài)，當(dāng)相應(yīng)的上能態(tài)粒子向下躍遷時(shí)，會(huì)產(chǎn)生熒光信號(hào)，然后通過分析熒光信號(hào)的強(qiáng)度或光譜形態(tài)，獲得燃燒場(chǎng)內(nèi)探測(cè)分子濃度、分布及溫度等燃燒參量信息。

激光誘導(dǎo)熒光LIF 技術(shù)對(duì)燃燒診斷的優(yōu)點(diǎn)

調(diào)諧激光實(shí)現(xiàn)待測(cè)分析或離子的共振吸收，選擇性激發(fā)熒光，選擇性探測(cè)熒光，極大的提升探測(cè)靈敏度與信噪比。
可通過后數(shù)據(jù)分析獲得被探測(cè)分子濃度，分布場(chǎng)和溫度等豐富的燃燒參量信息。

該系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)
1、激光輔助光學(xué)診斷，是光學(xué)非侵入式燃燒組分分析與成像的手段，配套標(biāo)準(zhǔn)化光學(xué)測(cè)試系統(tǒng)，可用于航空航天、先進(jìn)能源等燃燒過程檢測(cè)

2、集成一體式可調(diào)諧染料激光系統(tǒng)，穩(wěn)定，易操作，易維護(hù)
3、寬動(dòng)態(tài)范圍的高靈敏度的影像強(qiáng)化ICCD 實(shí)現(xiàn)納秒級(jí)別的影像或光譜采集
4、PLIF 系統(tǒng)具有亞納秒級(jí)的同步時(shí)間精度
5、具有系統(tǒng)搭建、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、結(jié)果可視化的完整軟件平臺(tái)
6、系統(tǒng)具備燃燒自由基LIF 和燃料示蹤劑LIF 的專用分析軟件
7、可實(shí)現(xiàn)單組份及多組份測(cè)試需求
8、可根據(jù)用戶實(shí)際需求，提供個(gè)性化光學(xué)實(shí)驗(yàn)方案

9、可擴(kuò)展離子圖像測(cè)速技術(shù)（PIV）

平面激光誘導(dǎo)熒光（PLIF）

PLIF: (Planar Laser Induced Fluorescence) 即所謂的“平面激光誘導(dǎo)熒光"，平面激光誘導(dǎo)熒光實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)為二維測(cè)量系統(tǒng)。

如下圖所示：

實(shí)驗(yàn)中通過柱面透鏡，將激光光束厚度進(jìn)行整形，形成激光片（laser sheet）, 激光片穿過火焰與火焰相交，形成一個(gè)二維截面，通過光學(xué)成像的辦法，測(cè)量火焰中探測(cè)粒子的二維熒光圖像，從而求出探測(cè)粒子在火焰中的濃度分布及溫度場(chǎng)的分布等信息。

小結(jié)：平面激光誘導(dǎo)熒光PLIF 是在LIF 基礎(chǔ)上，將激光整形成片狀光，切入到燃燒場(chǎng)內(nèi)，從而激發(fā)并探測(cè)二維的燃燒場(chǎng)信息。

本公司代理ICCD 拍攝的PLIF 圖像OH LIF, CO LIF, reaction rate (RR), temperature (T),and mixturefraction (f)

平面激光誘導(dǎo)熒光（PLIF）系統(tǒng)架構(gòu)

• 染料激光系統(tǒng)：可以根據(jù)測(cè)試對(duì)象的不同，調(diào)諧輸出不同的輸出波長(zhǎng)與能量；

• 激光整形與傳輸光路：用于把激光變成可以用于PLIF 系統(tǒng)的片狀光；

• 探測(cè)系統(tǒng)：根據(jù)要求采用合適的ICCD，進(jìn)行適當(dāng)?shù)难舆t后得到特定時(shí)刻的熒光信息；同時(shí)還可以加上光譜儀等設(shè)備，進(jìn)行光譜分析，以便得到更豐富的信息；

• 時(shí)序控制裝置：對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)的時(shí)序進(jìn)行控制；

• 附屬設(shè)備：附屬設(shè)備主要包括用于搭建光路所必須采用的光學(xué)平臺(tái)，光具座，調(diào)整架以及反射鏡，激光功率能量計(jì)等光學(xué)配件；

• 數(shù)據(jù)采集與分析軟件：可以對(duì)溫度以及濃度場(chǎng)進(jìn)行分析研究。

PLIF圖像處理框圖

配套推薦設(shè)備分項(xiàng)參數(shù)

可調(diào)諧染料激光器及片光源整形傳輸光路

• 激發(fā)波長(zhǎng)：220-780nm 連續(xù)可調(diào)，可以根據(jù)要求延展到200-4500nm

• 線寬： 0.06cm-1

• 單脈沖能量：110mJ@560nm

• 柱面鏡焦距：50mm

• 球形聚焦透鏡：焦距500mm

• 片光厚度：0.1-0.3mm

• 重復(fù)頻率：10Hz

常用激發(fā)波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)測(cè)試自由基及本設(shè)備對(duì)應(yīng)激光能量

時(shí)間延遲同步裝置

• 時(shí)間延時(shí)范圍：0-2000s

• 時(shí)間延遲精度5ps

• 延遲同步通道：4 通道，可根據(jù)要求延展到8 通道

超快探測(cè)器
本公司提供多種納秒超快探測(cè)器ICCD

iStar 系列ICCD 采用高品質(zhì)二代或三代像增強(qiáng)器，采用光纖錐高效耦合科學(xué)級(jí)CCD。 iStar 系列影像ICCD 是目前高duan科研市場(chǎng)上應(yīng)用*為廣泛的帶有時(shí)間閘門的增強(qiáng)型CCD。真實(shí)光學(xué)門寬小于2ns，該系列產(chǎn)品主要用于燃燒過程、生物發(fā)光機(jī)制、化學(xué)反應(yīng)過程等研究領(lǐng)域，利用其信號(hào)增強(qiáng)功能和時(shí)間閘門控制特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)極弱信號(hào)采集、納秒時(shí)間分辨影像捕捉等實(shí)驗(yàn)功能。

主要特點(diǎn)

• 18mm 或25mm 像增強(qiáng)器可選

• 提供P43 和P46 兩種類型的熒光屏

• *短時(shí)間閘門寬度: 2ns( 真正光學(xué)閘門寬度)

• 光陰極重復(fù)頻率高達(dá)500KHz

• 半導(dǎo)體制冷溫度-40℃

• 內(nèi)置多通道數(shù)字延時(shí)發(fā)生器，可輕松同步多臺(tái)設(shè)備

• 內(nèi)置數(shù)字延遲發(fā)生器

• 10ps 的延遲分辨率

• *低的傳輸延遲:19ns

• In telligateTM 微通道板與光陰極實(shí)現(xiàn)同步門控，在深紫外段也保持1:108的開關(guān)比

• USB2.0 計(jì)算機(jī)接口

技術(shù)參數(shù)指標(biāo):

附件選項(xiàng):

C 接口適配器、F 接口適配器、水冷機(jī)

IntelligateTM: 優(yōu)化的 UV-VUV 區(qū)域門控技術(shù)( 標(biāo)準(zhǔn)配置)

iStarCMOS 相機(jī)，更高幀率！

ANDOR 的*新的iStar sCMOS 系列像高靈敏度瞬態(tài)探測(cè)器可提供要求高分辨率，高幀頻以及納秒時(shí)間分辨測(cè)試的解決方案。2560×2160 分辨率的探測(cè)器廣泛應(yīng)用于時(shí)間分辨實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用領(lǐng)域，例如等離子體分析。

做PLIF 實(shí)驗(yàn)測(cè)試時(shí)，可滿足快速瞬態(tài)現(xiàn)象采集實(shí)驗(yàn)，提供多兆赫茲讀出速度，USB3.0 接口，以及配置一臺(tái)完quan集成的、軟件控制的數(shù)字延時(shí)脈沖發(fā)生器。該系列探測(cè)器可應(yīng)用于各種復(fù)雜的試驗(yàn)中，可通過軟件對(duì)時(shí)間和增益進(jìn)行控制，二代及三代像增強(qiáng)器可配合各種入射窗口光陰極材料。

• USB3.0 接口: 即插即用

• 550 萬像素高分辨率sCMOS

• 50 幀每秒全幅幀頻，203 幀@512*512 ROI

• 內(nèi)置脈沖延時(shí)發(fā)生器: 功能軟件可控

• 光學(xué)快門: 小于2ns 的真實(shí)光學(xué)門寬

• *低的插入延時(shí): *低19ns

• 獨(dú)te PIV 模式: 兩幅連拍*小間隔200ns

• IntelligateTM 微通道板與光陰極實(shí)現(xiàn)同步門控: 紫外關(guān)斷比優(yōu)于10-8:1

• 光陰極開關(guān)速率高達(dá)500kHz: 高速激光實(shí)驗(yàn)中，增加信噪比

• 獨(dú)te的Crop 模式: 專門的采集模式，實(shí)現(xiàn)*快的圖像采集速度

• GII 及GIII 像增強(qiáng)器可選

• 熱電制冷*低0℃ C: 理想的低光應(yīng)用領(lǐng)域

• 實(shí)時(shí)控制: 用戶界面實(shí)時(shí)采集優(yōu)化

• 光陰極干燥氣體吹掃端口: 減小EBI，適用于微光測(cè)試領(lǐng)域

技術(shù)參數(shù)指標(biāo):

附件選項(xiàng):

C 接口適配器、F 接口適配器、水冷機(jī)

行業(yè)**的影像采集速度

超快多通道模式讀出速度

通道數(shù) ( 中心垂直 )	通道高度 (h 像素?cái)?shù) )	通道間隔 (d 像素?cái)?shù) )	*快幀速 fps
2	12	12	1,967
2	20	20	1,370
2	154	77	265
20	12	12	222
20	20	20	135
50	12	12	89
50	20	20	54
256	8	0	52