[发明专利]基于分子吸收光谱的发动机燃烧流场速度测量装置与方法

权利要求书

1.一种基于分子吸收光谱的发动机燃烧流场速度测量装置，用于测量发动机燃烧流场中的流场速度，其特征在于，包括：

激光设定单元，用于设定激光器的工作波长和强度；

激光分束单元，位于所述发动机燃烧流场一侧，包括将所述激光设定单元输出的激光分成两束的激光分束器；

测量单元，位于所述发动机燃烧流场另一侧，和所述激光分束单元相对，包括两个接收所述激光分束单元输出的两束激光经待测燃烧流场后的透射光激光探测器；

以及数据处理单元，对所述探测单元的信号进行处理，得到燃烧流场速度。

2.根据权利要求1所述的基于分子吸收光谱的发动机燃烧流场速度测量装置，其特征在于，还包括：

数据采集系统，用于记录保存所述测量单元的激光光强信号以及所述数据处理单元的处理结果。

3.根据权利要求1所述的基于分子吸收光谱的发动机燃烧流场速度测量装置，其特征在于：

其中，所述激光设定单元和所述激光分束单元通过光纤连接。

4.根据权利要求1所述的基于分子吸收光谱的发动机燃烧流场速度测量装置，其特征在于：

其中，所述激光分束单元还包括两个准直器，所述准直器和所述激光分束器连接，用于将所述激光分束器分出的两束光以垂直于流场方向且沿流场轴向平行排列的方式输出。

5.一种基于分子吸收光谱的发动机燃烧流场速度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，激光设定单元将激光器工作波长调制到选定的燃气组分分子吸收谱线；

步骤2，激光分束单元将所述激光设定单元输出的激光分成在空间互相平行的两束，并将所述两束激光垂直入射待测发动机燃烧流场，透射光由对面的激光探测单元接收；

步骤3，数据处理单元对所述探测单元的信号进行处理，得到燃烧流场速度。

6.根据权利要求5所述的基于分子吸收光谱的发动机燃烧流场速度测量方法，其特征在于：

其中，所述数据处理单元将两个激光透射信号作为互相关分析的随机信号x(t)和y(t)，开展两信号的互相关函数分析：

Rxy(τ)=limT→∞1T∫0Tx(t)x(t+τ)dt]]>

并求得信号渡越时间τ₀，

其中，T为积分平均时间，τ为时间变量。

7.根据权利要求6所述的基于分子吸收光谱的发动机燃烧流场速度测量方法，其特征在于：

其中，所述燃烧流场速度的计算方法为：V_avg＝d/τ₀，其中d为两束激光之间的距离。