简谈散射基于激光自发振动拉曼散射气体浓度测量策略

论文导读：排放法规和各种政策的约束是远远不够的，必须以技术上实现新的突破，这才是解决这一不足的根本途径。近几年，内燃机新型燃烧方式的探讨为解决这一不足带来了新的希望，例如CAI燃烧方式在节能减排两个方面都具有非常明显的效果。然而，发动机封闭的结构为探讨缸内燃烧历程带来了困难，要探讨新型的燃烧方式，就需要一种能够到达发动
摘要：随着汽车行业的进展，汽车总量不断增多，不仅造成了严重的环境污染，还引发了一系列的能源不足。目前，汽车的节能减排已经成为一个不容忽略的不足，越来越受到人们的关注。然而，为了实现这一目标，单纯的依靠排放法规和各种政策的约束是远远不够的，必须以技术上实现新的突破，这才是解决这一不足的根本途径。近几年，内燃机新型燃烧方式的探讨为解决这一不足带来了新的希望，例如CAI燃烧方式在节能减排两个方面都具有非常明显的效果。然而，发动机封闭的结构为探讨缸内燃烧历程带来了困难，要探讨新型的燃烧方式，就需要一种能够到达发动机气缸内部，精确了解缸内参数的测试技术。激光测试技术是目前对比前沿的测试办法，运用十分广泛，尤其是在内燃机激光诊断、实现内燃机缸内可视化方面具有重要作用，为内燃机探讨注入了强劲动力，此类技术也是当下的热门探讨学科之一。本论文针对激光测试技术中的激光自发振动拉曼散射测试技术进行了探讨，尤其是激光自发拉曼测量气体浓度的办法。拉曼散射不仅可从对气体进行定性分析，还能定量测量气体浓度。为了探讨拉曼测量历程，本论文做了两部分实验，一部分是样本池中的拉曼测量实验，另一部分是光学发动机中的实际拉曼测量。首先建立了一套光学测试体系，包括激发光源、信号采集设备、脉冲展宽器从极为他辅助设备，并在样本池内完成激光自发拉曼散射测量实验。分别测量了不同浓度配比的CO_2、N_2、O_2三种气体的拉曼光谱，并对其进行了特性分析，确定了各气体的拉曼峰位置，分析了峰面积随浓度、压力的变化。通过分析三种气体在不同压力下的拉曼光谱，对每种气体进行了浓度标定，画出了标定曲线，之后又用另一组已知浓度气体对标定结果进行了验证。本论文还搭建了光学发动机测试平台，并设计了一套光学发动机体系，体系包括光学发动机和发动机电控体系两部分，之后在光学发动机上进行了激光拉曼测量。测量到的拉曼光谱虽然没有样本池中测量的效果好，但同样可从分辨出CO_2、O_2、N_2的拉曼峰。在处理分析了拉曼光谱后，计算各气体拉曼峰面积，对照计算公式和之前的测量结果，计算得到了相对标定因子，进而得到了CO_2和O_2的浓度比，实现了激光自发拉曼散射在光学发动机上的测量。文章的最后对光谱的处理历程进行了简介，包括平滑处理和基线扣除。自发拉曼散射信号较弱，拉曼测量光谱时容易受到各种因素的干扰，所从数据处理十分重要。此外还总结了几点误差产生的理由，并说明了几点应对措施，误差主要包括硬件设备引起的误差、数据处理导致的误差、ICCD光栅和狭缝选择对测量的影响和CCD噪声产生的误差。关键词：拉曼散射论文浓度测量论文激光测试论文光学发动机论文
本论文由www.7ctime.com,需要可从关系人员哦。摘要4-6
Abstract6-10
第1章 绪论10-24

1.1 引言10-12

1.2 几种发动机激光测试技术简介12-19

1.2.1 瑞利散射法12-14

1.2.2 激光诱导荧光法(LIF)14-15

1.2.3 复合激光诱导荧光测量技术(LIEF)15-16

1.2.4 米散射法(Mie)16

1.2.5 激光多普勒测速法(LDV)16-17

1.2.6 粒子成像测速技术(PIV)17-18

1.2.7 相干反斯托克斯法（CARS）18

1.2.8 自发拉曼散射法（SRS）18-19

1.3 激光测量技术的国内外进展近况19-21

1.4 本论文主要探讨内容和作用21-24

1.4.1 探讨作用21-22

1.4.2 探讨内容22-24

第2章 拉曼散射论述24-36

2.1 拉曼散射概述24-28

2.

1.1 拉曼技术的进展24-26

2.

1.2 拉曼散射测量技术的运用26-27

2.

1.3 拉曼散射测量技术特征27-28

2.2 拉曼散射法测量的基本原理28-33

2.1 拉曼散射的经典论述推导29-31

2.2 拉曼散射的量子论述推导31-33

2.3 拉曼散射测量浓度的办法33

2.3 本章小结33-36

第3章 拉曼测试体系的建立36-48

3.1 光学测试体系36-42

3.

1.1 光学体系建立36-37

3.

1.2 激发光源37-38

3.

1.3 信号采集设备38-39

3.1.4 激光脉冲展宽器3论文导读：5.1数据处理历程60-635.1.1拉曼光谱预处理60-625.1.2相关参数获取62-635.2误差分析63-675.2.1硬件设备引起的误差635.2.2数据处理导致的误差63-645.2.3光栅选择对误差的影响64-655.2.4狭缝选择对误差的影响65-665.2.5CCD噪声产生的误差66-675.3本章小结67-68第6章全文总结68-70

6.1工作总结68-692工作展望69-

9-41

3.

1.5 样品池设计41-42

2 光学发动机体系42-47 3.

2.1 发动机体系建立42-43

3.

2.2 光学发动机43-45

3.

2.3 发动机的制约45-47

3.3 本章小结47-48
第4章 拉曼测量气体浓度48-60

4.1 配气案例及实验条件48-49

4.2 气体的拉曼测量光谱49-53

4.

2.1 一元气体拉曼测量光谱49-51

4.

2.2 多元气体拉曼测量光谱51-52

4.

2.3 多通道采集52-53

4.3 气体浓度标定53-56

4.4 标定结果验证56-57

4.5 光学发动机中实测气体浓度57-58

4.6 本章小结58-60

第5章 数据处理及误差分析60-68

5.1 数据处理历程60-63

5.

1.1 拉曼光谱预处理60-62

5.

1.2 相关参数获取62-63

5.2 误差分析63-67
5.

2.1 硬件设备引起的误差63

5.

2.2 数据处理导致的误差63-64

5.

2.3 光栅选择对误差的影响64-65

5.

2.4 狭缝选择对误差的影响65-66

5.

2.5 CCD 噪声产生的误差66-67

5.3 本章小结67-68
第6章 全文总结68-70

6.1 工作总结68-69

6.2 工作展望69-70

参考文献70-74
致谢74