文档介绍：
第
卷第
期工程热物理学报
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年
月
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仿沙丘火焰稳定器温度场的
激光全息干涉测量
徐行林星山宁棍
北京航空学院
摘要
本文采用激光全息千涉度量术对仿沙丘火焰稳定器后部的火焰温度场进行了测量拍摄
了全息干涉条纹图, 对条纹进行了处理, 计算出温度场, 并与传统的热电偶测量结果做了比较,
结果较满意
传统的温度测量主要有两大类
热电偶测量和红外辐射测量在用热电偶进行测量
时需要把热电偶感头插入温度场中, 这样不可避免的对流场产生干扰, 在测量火焰温度场
时有火焰稳定的效果, 影响温度测量的精度, 而且热电偶的热惯性大, 测量一个点要很长
时间, 因而不能测量动态温度场如果测量一个温度场则需要测很多点, 实验很费时
在
用红外辐射测量时, 也只能测某一点的温度或某一区域的平均温度, 或表面的温度分布,
不能测量整个温度场的动态, 瞬时分布
如果能瞬时地, 无千扰地获取全场各点的温度, 无疑将极大地提高实验的精度和速
度近年来蓬勃兴起的激光全息干涉技术为实现上述想法提供了一条新路
激光全息干涉测温是采用双曝光技术, 利用两次脉冲中通过被测温度场的物光所形
成的千涉条纹来记录火焰在这两次曝光之间密度场的变化, 然后根据密度场和温度场之
间的关系求得温度场如果第一次曝光的是没有火焰的均匀的场, 第二次曝光的是有火
焰的温度场, 则所得结果将是第二次曝光瞬时的温度场如果两次曝光都是有火焰时的
温度场, 则所得结果将是两次曝光之间的温度场的变化利用双脉冲测温度场的好处是
由于两次脉冲所经过的光路完全相同的, 对光路上的光学元件和观察窗的要求很低, 实验
操作方便, 实验结果可以永久的保存供以后分析
受我院汪铸老师获得的自然对流温度场三维全息图片的启发, 我们进行了三维流动
火焰场的全息干涉摄影
以便实现温度场信息的快速提取和分析, 并将测量结果和常规
手段的测量结果互相校验拍摄静止大气中火焰时, 由于仅存在自然对流在火焰不太
强时, 流场很稳定, 所以用氦氖激光器就可以做光源, 但拍流动空气中的火焰时, 由于风洞
中气流处于高紊流态, 火焰和气流脉动极强烈因此缩短曝光时间和曝光间隔有重要意
本文曾于
! 年在峨眉举行的中国工程热物理学会燃烧学学术会议上宣读
工程热物理学报
卷
义, 所以必须采用脉冲激光做光源
我们采用北京光电所研制的全息一散斑激光干涉仪,
该仪器自带反射式和散斑摄影外光路
全部操纵由电脑控制记录介质采用天津感光胶
片厂生产的
一
型全息干版
应用激光全息千涉技术测量火焰温度场时曾遇到三个问题
拍摄火焰场的外光
,
路设计,
底片的再现技术
全息图片的定量分析
一、拍摄火焰全息图的外光路设计
山于研究对象是流动的火焰场, 必须采用透射式成象故无法利用仪器自带的外光
路, 必须重新设计, 由于场地狭窄, 实验段
很宽, 多次实验后确定了如图
的外光路
从红宝石脉冲激光器中