为高温燃烧诊断而开发的与浓度无关的压力传感方法

近日，中国科学院合肥物质科学研究院高晓明研究员和刘昆研究员课题组研发出一种基于双色激光吸收光谱的浓度无关压力传感方法用于高温燃烧诊断。

航空发动机正在向高温高压燃烧方向发展，以提高热力效率。压力是监测发动机性能和诊断发动机故障的重要参数。然而，传统的接触压力传感器不仅干扰燃烧流，而且还受到传感器材料的温度耐受限制。

在这项研究中，研究人员开发了一种适用于高温环境的非接触式压力传感方法，并在高达1300K的温度下进行了演示。这项研究的重点是如何解决高温环境中分子浓度对气体压力测量的影响。

科学家发现，耦合两条吸收线的碰撞展宽线宽可以消除浓度变量。有了这一发现，科学家们就可以实现与浓度无关的压力测量。考虑到碳氢化合物燃料燃烧系统的主要产物是H2O，他们在精心设计的加热吸收池上通过1343nm和1392nm附近的两条H2O吸收线验证了这一发现。压力测量的时间分辨率和不确定度分别在50μs和3%时实现。

“我们的发现为高温环境下的压力传感提供了一个有价值的工具，可以促进基于激光的燃烧科学多参数诊断的发展，”刘昆教授说。