光学诊断

摘要： 为保证柴油机在低温与高原环境下能够顺利启动,基于热力学理论与柴油机试验,提出一种具有环境适应性的柴油机最小压缩比设计方法。通过光学测试确定柴油喷雾自燃的临界着火温度,获得临界着火温度关于喷雾背景密度的拟合关系式;通过整机倒拖试验得到柴油机压缩终了状态随转速的变化关系;结合光学诊断和整机倒拖试验,基于热力学理论,建立柴油机最小压缩比与环境温度、海拔高度间的数学关系。试验结果与理论研究表明:随着环境密度的增加,柴油喷雾的临界着火温度先快速下降然后缓慢下降,最后稳定在700 K左右;随转速的增加,压缩冲程缸内漏气量的减少导致缸内压缩终了压力和温度均增加;对于采用进气预热的柴油机,0 m海拔高度下,环境温度从273 K降低到238 K时,柴油机最小压缩比需从13.8增加到18.0;进气温度263 K时,海拔高度从500 m增加到4400 m,柴油机最小压缩比需从12增加到17;基于光学诊断和热力学分析确定最小压缩比有利于极端条件下柴油机冷起动性能的提升。

摘要： 氨和聚甲氧基二甲醚(PODE_(n))是内燃机实现双碳目标的重要替代燃料,而双燃料燃烧模式是一种公认较有潜力的氨燃烧技术路线。该文围绕PODE_(n)引燃NH_(3)的双燃料燃烧模式,基于光学发动机和高速摄影系统,研究了NH_(3)-PODE_(3)方案均质混合气引燃(HCII)模式中不同PODE_(3)喷射时刻及不同氨能量占比对缸内燃烧图像及燃烧特性的影响。结果表明:PODE_(3)具有良好的引燃特性;随着PODE_(3)喷射时刻从曲轴转角(CA)-20°延迟到-5°,火焰图像面积、火焰亮度和放热率峰值均增加,缸内压力峰值先增加后降低;直喷(DI)喷射时刻为CA-10°时,随着氨能量占比增加,CA10和CA50的相位逐渐滞后,但压力与放热率峰值均先增加后降低,说明存在最佳的氨-PODE_(3)能量比。

摘要： 面向固体火箭发动机和粉末冲压发动机中铝粉颗粒群在高温和氧化性环境的燃烧机理,开展微米级铝颗粒群点火与燃烧特性实验研究和理论分析。建立了甲烷平面火焰燃烧系统提供温度和组分可控的均匀高温环境,通过振荡式气溶胶发生装置产生由氮气携带的局部高浓度铝粉脉冲射流在高温环境中进行点火和燃烧,发展了基于发射光谱和比色法的测温技术,同时运用高速显微摄影进行测量。研究结果表明铝颗粒群的着火温度低于单个铝颗粒,颗粒群燃烧温度接近3000 K,实验中观测到了颗粒群边界处铝蒸气燃烧的气相火焰面,说明铝颗粒间的聚集效应对铝粉点火和燃烧过程有重要影响。

摘要： 航空发动机燃烧室内的燃烧组织是高温高压受限空间内多级旋流复杂流场结构的气动、燃油雾化、蒸发、油气混合和燃烧化学反应多场耦合过程,而其流场特性影响雾化和燃烧过程,从而对燃烧室的燃烧性能具有决定性影响.对燃烧室内复杂强旋流流场组织机理的认识和高精度测试一直是发动机燃烧室研制过程中的难点之一.本文针对光学可视模型燃烧室试验件设计方法及典型发动机燃烧室的流场组织机理和特性进行总结,希望给发动机燃烧室研制过程中光学模型燃烧室试验件的设计提供一定的借鉴,深刻认识目前两类典型的传统旋流杯模型燃烧室和基于分区分级耦合燃烧技术的新型燃烧室的流场特性,促进航空发动机燃烧室的研制.

摘要： 通过一台高温、高压可视化定容燃烧弹,采用高速摄像技术研究了不同稀释气体(Ar、N2和C02)在10％～40％的氧体积分数范围内对柴油喷雾着火和火焰发展过程的影响;采用羟基自发光成像和双色法研究了低氧体积分数下稀释气体组分(Ar和N2)对火焰发展特征和碳烟分布的影响.结果表明:随氧体积分数增加,柴油机喷雾火焰自发光亮度增强,火焰宽度减小,碳烟初始形成位置向喷雾上游迁移.氧体积分数为30％,稀释气体为C02时,火焰头部出现剧烈波动.在低氧体积分数下,稀释气体为N2时的火焰自发光亮度远弱于稀释气体为Ar的情况,在气体成分为10％02 + 90％N2的情况下,在燃烧初期会观察到微弱的蓝色化学发光.使用Ar替代N2作为稀释气体后火焰浮起长度显著缩短,火焰温度上升,火焰中游内部的碳烟浓区分布更广.相比于N2,极端低氧体积分数下使用Ar作为稀释气体能够有效提升柴油喷雾火焰的着火稳定性.

摘要： 均质稀薄燃烧已被证实是未来进一步优化直喷汽油机燃烧、节能减排的关键技术.然而,稀薄燃烧的控制应用面临巨大挑战,特别是在低速稀薄燃烧工况下,温度较低,气流速度较弱,火核形成以及火焰传播速度较慢,对油气混合均匀度要求较高.本文针对一台直喷光学发动机中闪沸喷雾的应用,对低速稀薄燃烧工况下火焰发展规律、放热规律等进行了分析.结果显示,闪沸喷雾可以有效提升燃烧放热速度,改善缸内指示平均有效压力(IMEP).

摘要： 对汽油分层压燃燃烧方式进行了光学诊断,研究了缸内直喷(GDI)持续期、喷油时刻及轨压对分层引燃压燃效果影响.在一台光学单缸机上,采用气道喷射预混,缸内直喷辅助火花引燃的方法,分别在0.5、1.2、2.0 ms的3种不同喷油持续期,上止点前曲柄转角CA为40°、50°、60°、80°和100°的5种直喷喷油时刻,以及3.8、10、15 MPa的3种轨压下开展了对比试验.结果表明:高压缩比发动机维持常规气门定时,利用气道喷射预混,缸内直喷辅助火花点火,可以实现分层引燃压燃燃烧.通过合理标定直喷喷油持续期、喷油时刻和轨压,可以提高压燃成功率、提升压燃稳定性并降低碳烟排放.

摘要： 为研究不同含氧燃料在降低污染物上的差异,选用三种不同燃料,通过自发光的光学诊断方法对燃烧火焰进行研究.发现DMF30的含氧量和CO-O*生成量不一致,推测燃料中的氧可能有其他的转化方式,B30燃料相对于其他两种燃料来说的能够有效减少碳烟、CH等污染物.

摘要： 活塞式内燃发动机是现代工业中应用最为广泛的动力机械装置.由于其内部燃料喷射、蒸发、燃烧等复杂的工作过程会对发动机的结构可靠性、能量利用效率和污染物生成产生极大影响,研究内部过程的物理机理并确定控制策略对于发动机的设计和改进具有重要的科学意义和实用价值.近年来,为更加深入理解发动机内部工作过程,研究人员广泛采用光学诊断试验技术来测量发动机缸内流动和燃烧特性.本文首先介绍了各类用于模拟发动机工作过程的试验台架(如定容燃烧弹、快速压缩机、光学发动机等).在此基础上,分析了各类光学诊断技术的基本原理及其在发动机研究中的应用.光学诊断技术分为两类进行讨论,分别是基于传统光学的传统诊断技术(如纹影法、双色法等)和基于激光的先进诊断技术(如粒子图像测速法、激光诱导荧光法等).光学诊断技术可在多尺度下测量缸内温度、物质浓度、液滴粒径等参数,为准确评估发动机喷油、蒸发、燃烧过程提供试验依据.更重要的是,光学诊断技术为更加深入理解高温高压环境下流动、燃烧的物理/化学机理提供了可能性,为开发高功率、高能效、低排放的先进发动机提供可靠的试验手段,同时为研究人员未来开展基础试验研究、更加深入地理解发动机工作过程提供指导.

摘要： 在一台轻型光学发动机上对比了部分预混压燃(PPC)和燃料活性控制压燃(RCCI)两种燃烧模式的着火及燃烧发展过程,并分别探究了不同喷射策略对两种燃烧方式的影响.研究发现,对于PPC燃烧模式,混合气浓度分层越小,燃烧过程中自燃占比越高;混合气浓度分层越大,燃烧过程中火焰传播占比越高.对于RCCI燃烧模式,缸内直喷高活性燃料比例较高时,燃烧是从高活性区到低活性区分阶段顺序自燃;缸内直喷高活性燃料比例较低时,燃烧是火焰传播与自燃共同主导的过程.从而阐明了PPC和RCCI相较于均质压燃(HCCI)能够实现更高负荷高效清洁燃烧的本质是,燃烧发展历程从单纯的多点自燃燃烧转变为火焰传播与自燃共存.

摘要： 用户使用体验需求的提升以及能效等级标准的实施,燃气灶具的各方面性能将会面临更大的挑战.单凭经验设计打样进行燃气灶具开发已经不能完全满足燃气灶具技术发展的需求.本文对PLIF,LDV,纹影法以及红外测温这四种光学测试技术的原理及其在燃气灶具研发上的应用进行简单介绍.这四种光学诊断技术的应用结果表明光学诊断技术在燃气灶具上具有大的应用前景,通过光学诊断技术可以获取燃气灶具的燃烧反应区、热态流场、高温烟气流向及温度均匀性等参数,对燃气灶具进行更深入的研究,从而弥补传统经验设计中的不足,为燃气灶具的研发和设计提供可靠的微观形态、量化数据等技术支撑.

摘要： 本文在一台光学发动机上,对1200r/min转速下柴油机燃用汽油燃料直接压燃燃烧特性开展光学诊断测量.首先研究了缸内不同喷射时刻对汽油压燃燃烧特性影响,发现燃油在某个喷射时刻区间内撞击到燃烧室或缸套表面,并来不及形成所需的混合气浓度分布,导致燃烧反应只进行到低温反应阶段,在膨胀后期局部存在大量甲醛分布,缸内发生失火.针对-25°CA ATDC喷射时刻的燃烧特性研究发现,火焰发展速度可以达到55m/s、高于传统汽油机,表明了其更好的定容燃烧特性;燃烧后期的膨胀冲程仍存在OH的广泛分布,可以促进碳烟的后期氧化.通过两次喷射研究发现,通过优化喷射燃油比例,可以有效的避免早喷燃油湿壁,两次喷射具有更多的自燃着火点、燃烧反应速率更快,是不同工况下优化汽油压燃燃烧过程的有效控制策略之一.

摘要： 通过处理强流电子束加速器主开关导通之后所形成的高压电脉冲,得到了二极管等离子体光学诊断的同步时间基准。采用高压电脉冲延时结合二极管等离子体光信号延时的方案，实现了相机曝光过程与等离子体发光过程的ns级精度同步。综合采取屏蔽，滤波等措施,实现了整个系统的电磁兼容，最终稳定地拍摄到了ns时间分辨的二极管等离子体发光过程。

摘要： 本文在相同当量比条件下,保证缸内直喷燃料的喷射时刻均为-25°CA ATDC,对比了燃料整体活性均为PRF70的RCCI和PPC两种不同燃烧方式的混合气形成及后续燃烧过程.研究发现,低温反应前,RCCI-25和PPC-25的局部较浓区域当量比相当,约为0.7-1.2.对于RCCI-25工况,其活性辛烷值分布在35到80之间;而PPC-25没有活性分层,PRF数均为70.PPC-25的燃烧相位明显迟于RCCI-25.PPC-25工况可以看到明显的火焰边界传播过程;而RCCI-25工况的火焰发展过程则是顺序自燃方式主导的.PPC-25工况下甲醛和羟基的LIF信号分层度较RCCI-25工况更高,而且PPC-25可以清晰观测到甲醛消耗和OH生成的边界.

摘要： 本研究通过结合高速直拍和激光诱导炽光(LII),对缸内碳烟进行半定量研究,分析甲苯掺混、喷射策略、喷射压力等因素对GDI发动机缸内碳烟的影响.研究表明,缸内碳烟与黄色火焰存在正相关关系;过量空气系数从1减小到0.8时,缸内碳烟浓度与黄色火焰平均明度明显升高;甲苯对碳烟生成有明显的促进作用;推迟喷射会降低混合气混合质量,增加池火几率,使碳烟浓度增加;较高的喷油压力能显著减小缸内碳烟浓度.

摘要： 本文在相同当量比条件下,保证缸内直喷燃料的喷射时刻均为-25°CA ATDC,对比了燃料整体活性均为PRF70的RCCI和PPC两种不同燃烧方式的混合气形成及后续燃烧过程.研究发现,低温反应前,RCCI-25和PPC-25的局部较浓区域当量比相当,约为0.7-1.2.对于RCCI-25工况,其活性辛烷值分布在35到80之间;而PPC-25没有活性分层,PRF数均为70.PPC-25的燃烧相位明显迟于RCCI-25.PPC-25工况可以看到明显的火焰边界传播过程;而RCCI-25工况的火焰发展过程则是顺序自燃方式主导的.PPC-25工况下甲醛和羟基的LIF信号分层度较RCCI-25工况更高,而且PPC-25可以清晰观测到甲醛消耗和OH生成的边界.

摘要： 直喷汽油机经济及排放性能的提升依赖于对缸内现象的可视化研究。本实验利用高速激光诊断系统，对可视化发动机缸内流场、喷雾与燃烧现象进行研究，并分析缸内现象的特征。通过各类实验来记录不同涡流比和转速下缸内流场的变化，进气涡流比的改变对喷雾的宏观结构以及燃烧过程和燃烧稳定性的影响。结果显示,通过高速摄像技术能够捕捉到缸内以曲轴转角为分辨率的各类过程的发生情况，对于研究发动机内部现象成因有至关重要的作用。

摘要： 我国的缸内直喷发动机（GDI）的研发及推广尚处于起步阶段。在GDI 研发过程中往往遇到机油稀释、不稳定燃烧、颗粒排放等技术问题难以克服。本文认为通过提高喷射燃油温度引入闪急沸腾喷雾（闪沸喷雾）有望解决这些问题。本文基于多种喷雾光学诊断技术的实验测试结果，定性或定量地从燃油喷雾形态（High-speed laser sheet imaging）、喷雾液滴速度场分布(High-speed spray PIV)、闪沸喷雾相变过程(Laser induced exciplex fluorescence)、喷雾液滴粒径(Phase doppler interferometry)及近场喷雾显微成像(Microscopic spray imaging)等多个角度描述闪沸喷雾的破碎、蒸发等特性，以及缸内直喷发动机引入闪沸喷雾可能带来的益处。这些研究成果不光进一步加深了学术界及汽车行业对闪沸喷雾的认识，为缸内直喷发动机燃烧系统中喷雾、缸内气流运动和燃烧室形状匹配与优化提供重要的技术指导，也为闪沸喷雾的数值计算和建模提供重要的实验数据参考。

摘要： 采用100μm和40μm两种直径的铝丝，在不同放电电压下，通过分幅成像技术和光谱诊断方法，对铝丝电爆炸过程放电特性及放电等离子参数进行了诊断。实验研究表明：铝丝电爆炸过程中金属蒸气的二次击穿分为内部击穿和沿面击穿两种类型，较细的铝丝更容易发生内部击穿，发生内部击穿时产生的等离子体具有更好的空间均匀性和对称性，其放电过程具有更高的稳定性和可重复性。通过光谱诊断可知铝丝电爆炸等离子体电子温度在104K量级,电子密度在1018cm-3量级。

摘要： 在定容燃烧室中对醇类(丙酮-丁醇-乙醇)和柴油混合物的燃烧进行可视化研究.利用混合气体预燃,模拟柴油发动机的高温高压环境,采用高速相机记录醇类和柴油混合物的燃烧过程,进而分析其燃烧特性.实验结果表明,相比较纯柴油,醇类和柴油的混合物,能够在低温的条件下达到无焰燃烧,抑制碳烟的生成同时降低热损失.

摘要： 本发明提供能够定量地诊断龋齿和牙周病的进展程度的龋齿诊断仪、牙周病诊断仪及其诊断方法。本发明还提供包括这些诊断仪的诊断系统。本发明的光学龋齿诊断仪1包括光源20、与牙齿抵接的压头30以及光接收元件40，其中，压头30具有透光性且具有顶端较细的形状，光源20向压头30射出光，并且光接收元件40接收来自压头30的顶端部的光。

摘要： 一种用于测试微型光学部件系统的装置、系统和方法。该装置、系统和方法可以包括：接收器，用于接收所述微型光学部件系统；光源；以及耦合器，用于将来自光源的光的各方面通过微型光学部件系统传递到终端，以及用于将来自光源的从微型光学部件系统背反射的其余方面传递到功率计。在功率计处的关于背反射的读数可以对应于微型光学部件系统的诊断。

摘要： 一种用于光度测定诊断仪器的读取头，所述读取头包括被配置成在其中容纳试剂样品介质的固定器。所述样品介质具有多个测试区域，所述测试区域被配置成与样品中的被分析物发生反应，并且根据其数量而改变颜色。所述固定器的尺寸和形状被确定成用于形成与所述样品介质的索引配合。一个或多个光源被配置成将光发射到所述测试区域上。第一和第二偏振滤光器被分别布置在所述光源与所述测试区域之间以及所述测试区域与一个或多个光检测器之间，从而使得所述光检测器接收到来自所述测试区域的光的漫射的非镜面反射，而且基本上防止所述光检测器接收到光的镜面反射。

摘要： 本发明涉及结核诊断用组合物以及基于光学特性变化的结核诊断方法。所述结核诊断方法的特征在于，基于(a)荧光纳米物质‑抗体复合体和荧光纳米物质‑抗体复合体或者(b)荧光纳米物质‑抗体复合体和金属纳米粒子‑抗体复合体的光学特性变化。由于根据本发明的基于光学特性变化的结核诊断方法利用金属纳米粒子及荧光纳米物质的荧光强度的变化，因此可以快速且准确地测量具有低检测界限的结核。

摘要： 本发明涉及通式Ⅰ的化合物：F

摘要： 本发明提供一种光学记录控制方法、光学记录控制电路、光学再生控制方法、光学再生控制电路、光学记录介质、追踪控制方法、追踪控制电路、光学记录方法、光学记录装置、光学再生方法以及光学再生装置，以谋求提高记录或者再生数据时的传输速率。以邻接的指定数目的轨道为一组、在一组轨道内光束光点(10)以指定的轨迹周期性地移动，在记录时，控制光束的功率，使光束光点(10)在横穿各轨道(11、12、13)的中央时为脉冲状的指定的强度，并在一组轨道(11、12、13)中记录数据，在再生时，对接收横穿各轨道(11、12、13)中央时的光束的反射光生成的再生信号进行抽样，再生记录在一组轨道(11、12、13)中的数据。

摘要： 本实用新型公开一种能够减少测定值误差的光学传感条及具有该光学传感条的诊断设备。本实用新型的光学传感条具有：平板状的支座，供样品垫层叠的一侧面突出形成有多个插入突起，其中上述样品垫用于收容样品；盖，放置在上述支座的一侧面，成对地形成有供上述插入突起插入的插入孔，贯通有多个投入孔；以及固定架，具有引导部，相重叠的上述支座与盖安置于上述引导部。盖借助固定架均匀地加压于支座，以弥补均匀的反应速度和反复测定值的再现性。

摘要： 用于内燃机燃烧系统光学诊断的光学同步信号标记系统，包括标记码盘、图像采集设备和连接固定机构，该连接固定机构上分别设置有光导装置和激光管，光导装置的激光束进入端与激光管激光束的发射端相对设置，光导装置的激光束输出端朝向图像采集设备，标记码盘上设置有两个标记孔；本发明标记系统结构简单，没有电路和光电转换的延时问题，光信号无延迟，在燃烧引起发动机转速瞬时波动的情况下，也无需针对转速进行精确校正计算，保证了光信号亮度高且便于调节，提高了信号的同步精度和燃烧分析的可靠性，适合于需要经常改造或者调整结构的内燃机可视化实验台架，对内燃机缸内可视化研究具有重要意义。

摘要： 本发明属于旋转爆震燃烧诊断领域，具体是涉及到一种用于光学诊断的旋转爆震燃烧室、诊断系统及诊断方法，包括燃烧室壳体，燃烧室壳体一端设置有喷注结构，另一端为燃烧室出口，所述燃烧室壳体位于喷注结构的一端设置有光学窗口Ⅰ，所述喷注结构设置在光学窗口Ⅰ外侧，所述燃烧室壳体侧壁还设置至少一个光学窗口Ⅱ，所述光学窗口Ⅰ和光学窗口Ⅱ均为平面结构且相互垂直，本发明可通过多种光学诊断设备满足多角度、多样化同步观测以及高准确性的流场重构，诊断的相关成果能有力促进对旋转爆震发动机的认识与理解。

摘要： 用于内燃机燃烧系统光学诊断的光学同步信号标记系统，包括标记码盘、图像采集设备和连接固定机构，该连接固定机构上分别设置有光导装置和激光管，光导装置的激光束进入端与激光管激光束的发射端相对设置，光导装置的激光束输出端朝向图像采集设备，标记码盘上设置有两个标记孔；本发明标记系统结构简单，没有电路和光电转换的延时问题，光信号无延迟，在燃烧引起发动机转速瞬时波动的情况下，也无需针对转速进行精确校正计算，保证了光信号亮度高且便于调节，提高了信号的同步精度和燃烧分析的可靠性，适合于需要经常改造或者调整结构的内燃机可视化实验台架，对内燃机缸内可视化研究具有重要意义。