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基于激光吸收光谱技术的超声速气流参数测量

宋俊玲,  洪延姬,  王广宇,  潘虎

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宋俊玲, 洪延姬, 王广宇, 潘虎. 基于激光吸收光谱技术的超声速气流参数测量[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3510-3515.
引用本文: 宋俊玲, 洪延姬, 王广宇, 潘虎. 基于激光吸收光谱技术的超声速气流参数测量[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3510-3515.
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Song Junling, Hong Yanji, Wang Guangyu, Pan Hu. Measurement of supersonic flow parameters using laser absorption spectroscopy[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(11): 3510-3515.
Citation: Song Junling, Hong Yanji, Wang Guangyu, Pan Hu. Measurement of supersonic flow parameters using laser absorption spectroscopy[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(11): 3510-3515.
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基于激光吸收光谱技术的超声速气流参数测量

  • 1.

    装备学院 激光推进及其应用国家重点实验室,北京 101416;

  • 2.

    中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 高超声速冲压发动机技术重点实验室,四川 绵阳 621000

基金项目: 

国家自然科学基金(61403416)

详细信息
    作者简介:

    宋俊玲(1985-),女,博士生,主要从事近红外光谱流场诊断方面的研究.Email:songjl@mail.ustc.edu.cn

    通讯作者: 洪延姬(1963-),女,教授,博士,主要从事先进推进技术方面的研究.Email:hongyanji@vip.sina.com

  • 中图分类号: TN247;O433

Measurement of supersonic flow parameters using laser absorption spectroscopy

  • 1.

    State Key Laboratory of Laser Propulsion & Application,Academy of Equipment,Beijing 101416,China;

  • 2.

    Science and Technology on Scramjet Laboratory,Hypervelocity Aerodynamics Institute of CARDC,Mianyang 621000,China

  • 摘要: 采用可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术,针对超声速直连台隔离段内超声速气流温度、组分浓度、速度和质量流量进行了测量.选择H2O的两条吸收谱线7 185.597 cm-1和7 454.445 cm-1,采用直接吸收-分时扫描方式,测量流场静温为899 K,并结合吸收面积得到H2O的组分浓度20.7%.根据安装在流场上游和下游成60的两条光路,测量流场速度为1 205 m/s,结合壁面压力传感器,测量流场的质量流量为1 500.49 g/s,较真实值偏差为5.23%.TDLAS测量系统实现了对超声速气流多参数快速线测量.
    Abstract: Based on the tunable diode laser absorption spectroscopy(TDLAS) technique, temperature, concentration, velocity and mass flux of the supersonic flows were measured in isolator of a direct-connected scramjet. Two H2O absorption transitions 7 185.597 cm-1 and 7 454.445 cm-1 were adopted by using direct-absorption and Time Division Multiplexing strategy. The measurement results show the static temperature is of 899 K and the H2O concentration is of 20.7% calculating from the absorption area. A cross-beam configuration with angles of 60 along the flows was used to measure the axial velocity. Combined with the pressure sensor on the wall and the measured velocity of 1 205 m/s, the mass flux of the flow is of 1 500.49 g/s with deviation of 5.23%. The TDLAS measured system can be used for in-situ measurements of multiple parameters of supersonic flows.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-03-10
  • 修回日期:  2014-04-12
  • 刊出日期:  2014-11-25

基于激光吸收光谱技术的超声速气流参数测量

  • 1. 装备学院 激光推进及其应用国家重点实验室,北京 101416;
  • 2. 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 高超声速冲压发动机技术重点实验室,四川 绵阳 621000
    • 作者简介:

    宋俊玲(1985-),女,博士生,主要从事近红外光谱流场诊断方面的研究.Email:songjl@mail.ustc.edu.cn

    通讯作者: 洪延姬(1963-),女,教授,博士,主要从事先进推进技术方面的研究.Email:hongyanji@vip.sina.com
  • 收稿日期: 2014-03-10
  • 修回日期: 2014-04-12
  • 刊出日期: 2014-11-25
基金项目:

国家自然科学基金(61403416)

  • 中图分类号: TN247;O433

摘要: 采用可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术,针对超声速直连台隔离段内超声速气流温度、组分浓度、速度和质量流量进行了测量.选择H2O的两条吸收谱线7 185.597 cm-1和7 454.445 cm-1,采用直接吸收-分时扫描方式,测量流场静温为899 K,并结合吸收面积得到H2O的组分浓度20.7%.根据安装在流场上游和下游成60的两条光路,测量流场速度为1 205 m/s,结合壁面压力传感器,测量流场的质量流量为1 500.49 g/s,较真实值偏差为5.23%.TDLAS测量系统实现了对超声速气流多参数快速线测量.

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