[实用新型]一种气体拉曼标定池

说明书

一种气体拉曼标定池属发动机技术领域，本实用新型的压盖Ⅰ、封头和缸体自左至右顺序固接，加热体底座与缸体右端固接，压盖Ⅱ和压盖Ⅲ分别固接于缸体的阶梯孔Ⅱ上面和阶梯孔Ⅰ下面，石英玻璃Ⅰ固接于缸体的阶梯孔Ⅱ内，石英玻璃Ⅱ固接于缸体的阶梯孔Ⅰ内，石英玻璃Ⅲ固接于封头的中心阶梯孔内，各压盖与封头和缸体连接处、各石英玻璃与缸体和其他部件连接处均经密封处理。本实用新型的气样池能加热到200℃，且能按标定实验所需的温度精确加热，降低实验误差；气样池密封性好，承受的压力可达20bar，压力范围的拓宽，能满足标定实验的压力条件需求；气样池体积小结构紧凑，能降低内部气体物性参数的不均匀性，实验误差大幅减少。

技术领域

本实用新型属于发动机技术领域，具体涉及一种气体拉曼标定池。

背景技术

国外从上个世纪七十年代初期就开始将光学诊断技术，尤其是基于激光的诊断技术，应用于发动机缸内气相或气/液两相流的参数测量。激光诊断测试是以激光为激发光源，通过光谱仪和增强型电荷耦合器件ICCD获取被测物质受激后，与内部能量分布和能级跃迁相关的电磁场变化信息，进而得到相应微观物理量。它具有高灵敏度、非接触性和高时空分辨率能力等特点。目前国内外应用在发动机缸内的光学诊断技术主要有：摄影法Photographic method、化学发光法Chemiluminescences、单色亮度法Monochromatic GasRadiation、双色测温法Two Color Thermometry、X射线法X-Ray Radiography、粒子成像测速仪Partical Image Velocimetry，PIV、相位多普勒粒子分析仪Phase Doppler ParticalAnalyzer，PDPA、激光诱导磷光法Laser Induced Phosphorescence，LIP、激光诱导炽光法Laser Induced Incandescence，LII、平面激光诱导荧光法Planar Laser InducedFluorescence，PLIF、激光米氏散射法Laser Mie Scattering，LMS、激光瑞利散射LaserRayleigh scattering，LRS、自发拉曼散射Spontaneous Raman Scattering，SRS、相干反斯托克斯拉曼散射Coherent Anti-Stokes Raman Spectroscopy，CARS等。

其中，只有基于激光的自发拉曼散射SRS技术，可以完成内燃机某小的空间区域点上，多种气体物质的物理量同步瞬态定量测量，并具有纳秒和毫米级时空分辨能力。如可同步获得N₂、O₂、H₂O、CO₂和碳氢化合物等气体的浓度及探测区域上的温度信息。但在燃烧过程的气体自发拉曼散射实验中，气态的拉曼散射信号强度非常弱约为激发光强度的10^-12，所以要想达到精确定量测量的目的，就必须最大限度地提高拉曼散射信号的信噪比。为此，人们除了要用高输出功率和能量的激光器，采用低波长激光激发，尽可能缩小收集系统与待测区域距离，做好激光束腰上的散射光收集等一系列措施外，气体浓度和温度的精确标定也是非常重要的一环。

前面已提到基于激光的自发拉曼散射，可以获得在复杂燃烧环境下具有时空分辨的气体物质的摩尔分数和温度的定量信息，但在实际拉曼实验中，需要考虑混合气体受到激光激发后，每种拉曼散射强度与该气体摩尔分数的物理关系，以及通过氮气N₂分子斯托克斯和反斯托克斯光谱形状和强度比获得温度的原理。这就需要设计拉曼标定池，在气样标定池中进行气体拉曼标定实验，利用开发的拉曼散射线成像光学测试系统，测量气样标定池中N₂、CO₂和O₂混合气体在不同配比下的摩尔分数随压力的变化，也可得到每种气体相对N₂的相对响应因子。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于激光自发拉曼散射线成像的光学诊断气样标定池。