[发明专利]基于均匀光源的火焰激发态粒子辐射速率测量方法

权利要求书

1.基于均匀光源的火焰激发态粒子辐射速率测量方法，其特征在于，包括：

第一步，获取化学发光初始图像；

两台型号参数完全相同的ICCD相机设置在甲烷燃烧产生的火焰两侧，对火焰进行同步拍摄，其中第一ICCD相机镜头前加装中心波长为310nm的Edmund34980滤波片，在第二ICCD相机的镜头前加装中心波长为430nm的Edmund65198滤波片；两台ICCD相机采集的图像数量都为n，第一ICCD相机采集得到n幅OH*化学发光初始图像，第二ICCD相机采集得到n幅CH*化学发光初始图像；

第二步，图像后处理；

i)基于第一ICCD相机采集的n幅OH*化学发光初始图像，获取可信度较高的、消除背景噪声后的OH*化学发光径向分布；

ii)基于第二ICCD相机采集得到n幅CH*化学发光初始图像，获取可信度较高的、消除背景噪声后的CH*化学发光径向分布；

第三步，保持第一步中的拍摄参数和位置条件均不变，仅将射流扩散燃烧器替换为积分球均匀光源，先调节积分球均匀光源发出310nm的均匀光，控制第一ICCD相机进行拍摄，获取m幅310nm均匀光的图像；再调节积分球均匀光源发出430nm的均匀光，控制第二ICCD相机进行拍摄，获取m幅430nm均匀光的图像；基于第一ICCD相机拍摄得到的m幅310nm均匀光的图像，提取各图像的灰度值并进行平均化，得到第一ICCD相机拍摄的310nm均匀光的发光强度；基于第二ICCD相机拍摄得到的m幅430nm均匀光的图像，提取各图像的灰度值并进行平均化，得到第二ICCD相机拍摄的430nm均匀光的发光强度；

第四步，计算得到OH*和CH*激发态粒子的辐射速率；

基于OH*化学发光与310nm均匀光之间光强的比值即为OH*和310nm均匀光的发光粒子数的比值，得到OH*粒子辐射速率；相同的，基于CH*化学发光与430nm均匀光之间光强的比值即为CH*和430nm均匀光的发光粒子数的比值，得到CH*粒子辐射速率。

2.根据权利要求1所述的基于均匀光源的火焰激发态粒子辐射速率测量方法，其特征在于，所述火焰是由射流扩散燃烧器产生，第一ICCD相机和第二ICCD相机分别设置在射流扩散燃烧器喷嘴的左右两侧且镜头均对准喷嘴，甲烷和空气分别作为射流扩散燃烧器的燃料和氧化剂，供气系统为射流扩散燃烧器提供甲烷和空气，甲烷和空气在喷嘴外由火花塞引燃，产生稳定的射流扩散火焰。

3.根据权利要求2所述的基于均匀光源的火焰激发态粒子辐射速率测量方法，其特征在于，两ICCD相机对称设置在射流扩散燃烧器喷嘴的左右两侧。

4.根据权利要求1、2或3所述的基于均匀光源的火焰激发态粒子辐射速率测量方法，其特征在于，第一ICCD相机和第二ICCD相机拍摄得到的图像均为灰度图像，两台ICCD相机均与计算机相连，所述计算机控制两台ICCD相机进行拍摄，并将两台ICCD相机拍摄到的图像传输给计算机，由计算机对图像进行处理，获取OH*和CH*激发态粒子的辐射速率。

5.根据权利要求1所述的基于均匀光源的火焰激发态粒子辐射速率测量方法，其特征在于，第二步的i)，其实现方法如下：

(1)对于第一ICCD相机采集的n幅OH*化学发光初始图像，首先在MATLAB软件中，提取各图像的灰度值，并进行平均化，转化到一个图像矩阵中；

(2)利用MATLAB软件的iradon函数，对(1)得到的图像矩阵进行逆变换，将OH*化学发光初始图像转化为径向分布，得到OH*化学发光径向分布I_OH*,radon。

6.根据权利要求5所述的基于均匀光源的火焰激发态粒子辐射速率测量方法，其特征在于,第二步的ii)中采用与i)相同的方法，获取可信度较高的、消除背景噪声后的CH*化学发光径向分布I_CH*,radon。