Onlangs heeft een onderzoeksgroep onder leiding van prof. Gao Xiaoming en prof. Liu Kun van Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS), Chinese Academy of Sciences (CAS), een concentratie-onafhankelijke drukdetectiemethode ontwikkeld op basis van tweekleurenlaserabsorptiespectroscopie voor diagnose van verbrandingsgassen bij hoge temperaturen.

De onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in Optics Letters .

Vliegtuigmotoren evolueren naar verbranding op hoge temperatuur en hoge druk om de thermodynamische efficiëntie te verbeteren. De druk is een belangrijke parameter om de motorprestaties te controleren en motorstoringen te diagnosticeren. Conventionele contactdruksensoren verstoren echter niet alleen de verbrandingsstromen, maar hebben ook last van de temperatuurtolerantielimiet van sensormaterialen.

In deze studie ontwikkelden onderzoekers een contactloze drukdetectiemethode voor omgevingen met hoge temperaturen en demonstreerden deze bij temperaturen tot 1300 K. Dit onderzoek concentreerde zich op de manier waarop het effect van moleculaire concentratie op gasdrukmetingen in omgevingen met hoge temperaturen kon worden aangepakt.

Wetenschappers ontdekten dat het koppelen van de door botsingen verbrede lijnbreedten van twee absorptielijnen de concentratievariabele zou kunnen elimineren. Met deze bevinding kunnen wetenschappers concentratie-onafhankelijke drukmetingen realiseren. Gezien het belangrijkste product van het koolwaterstofverbrandingssysteem H₂ is O, ze hebben deze bevinding gevalideerd met twee absorptielijnen van H₂ O nabij 1343 nm en 1392 nm op een zorgvuldig ontworpen verwarmde absorptiecel. De temporele resolutie en onzekerheden van de drukmetingen werden bereikt bij respectievelijk 50 μs en 3%.

"Onze bevinding leverde een waardevol hulpmiddel op voor drukmeting in omgevingen met hoge temperaturen en kan de ontwikkeling bevorderen van op laser gebaseerde diagnostiek met meerdere parameters voor de verbrandingswetenschap", aldus prof. Liu Kun.

Meer informatie: Ruifeng Wang et al, Drukdetectie met tweekleurenlaserabsorptiespectroscopie voor verbrandingsdiagnostiek, Optics Letters (2024). DOI:10.1364/OL.506204

Aangeboden door Hefei Institutes of Physical Science, Chinese Academie van Wetenschappen