基于相干反斯托克斯拉曼散射的二维温度场扫描测量

摘要

开展了基于相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)技术的二维温度场扫描测量研究.通过同步扫描测量点及信号接收端的方式,实验测量了甲烷/空气预混火焰水平截面离散点的温度,并插值重建了二维温度场;用同步扫描法调节测量点与火焰的位置,实现了在扫描过程中对火焰同一空间位置的温度测量,排除了火焰空间分布不均匀性对扫描测温结果的附加影响.最后分析了提出的扫描CARS测量系统在实验设定状态下的扫描测温A类不确定度.结果显示:在扫描测量同一空间位置的实验中,测得该点平均温度为2 074 K;测温A类不确定度优于21 K.本研究量化了扫描CARS温度测量系统的不确定度,提高了扫描温度测量结果的可信度,为后续稳态火焰温度分布高精度测量、计算机流体动力学(CFD)模拟验证及燃烧基本问题研究奠定了实验基础.