[发明专利]一种发动机尾气温度测量装置

说明书

本发明提供了一种发动机尾气温度测量装置，包括飞秒激光器、聚光镜、光谱仪，所述飞秒激光器发射激光经过聚光镜在发动机尾气流场中聚焦，激光的聚焦位置的侧面对应设有收光镜，所述收光镜远离聚焦位置的一侧对应设有光谱仪，光谱仪的狭缝与收光镜的距离与收光镜的焦距相匹配。本发明有益效果：相较于传统的热电偶测量尾气温度而言，本装置具有以下优点，第一，有光学系统简单，实现发动机尾气温度的一维测量，具有空间分辨率高的优点；第二，测量过程中不会对发动机尾气流场的流动状态造成干扰；第三，可适用于活塞式发动机、燃气轮机、超燃冲压发动机等动力装置的尾气温度测量，扩宽了装置的适用范围。

技术领域

本发明属于发动机尾气温度测量技术领域，尤其是涉及一种发动机尾气温度测量装置。

背景技术

对于发动机尾气温度的测量具有重要意义。首先，发动机尾气温度的检测可用于指导发动机内部燃烧效率的提高以及燃烧性能的改善，对于状态参数分析、以及研究整个发动机的能量损失具有参考意义。其次，对于加装SCR排气后处理装置的发动机，排气温度的检测是保证后处理装置高效运行的前提。第三，对于排气涡轮增压发动机，排气温度的检测能够预防排气涡轮由于局部过热点导致的叶轮热损坏。

当前，工程上应用最为广泛的发动机尾气测温装置为热电偶。热电偶测量发动机尾气温度存在以下问题：第一，热电偶只能获得发动机尾气流场中一个点的滞止温度，无法获得流场的温度分布信息；第二，热电偶属于接触式测温装置，测温过程中会对发动机尾气的流动状态造成干扰。第三，热电偶动态特性较差，响应速度较慢，很难获得发动机尾气流场的瞬态温度信息。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种发动机尾气温度测量装置，以期解决上述部分技术问题中的至少之一。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明第一方面提供了一种发动机尾气温度测量装置，包括飞秒激光器、聚光镜、光谱仪，所述飞秒激光器发射激光经过聚光镜在发动机尾气流场中聚焦，激光的聚焦位置的侧面对应设有收光镜，所述收光镜远离聚焦位置的一侧对应设有光谱仪，光谱仪的狭缝与收光镜的距离与收光镜的焦距相匹配。

进一步的，所述飞秒激光器的发射端对应设有调谐装置，所述飞秒激光器发生的激光通过调谐装置调节成中心波长调谐为230nm的激光。

进一步的，所述光谱仪的输出端对应设有ICCD相机。

进一步的，所述聚光镜对应设有收光盒，所述收光盒用于收集贯穿发动机尾气流场的激光。

进一步的，所述聚光镜与飞秒激光器之间设有反射镜。

本发明第二方面提供了一种应用上述第一方面所述的发动机尾气温度测量装置的测量方法，激光经过聚光镜在发动机尾气流场中聚焦，聚焦后的激光共振激发发动机尾气流场中的CO分子产生对CO荧光信号，光谱仪通过收光镜采集对CO荧光信号，并对CO荧光信号进行分光，ICCD相机收集分光后的CO荧光信号，并形成具有一维空间分辨的CO荧光光谱图像，根据CO荧光光谱图像判定发动机尾气温度。

本发明第三方面提供了一种电子设备，包括处理器以及与处理器通信连接，且用于存储所述处理器可执行指令的存储器，所述处理器用于执行上述第二方面所述的发动机尾气温度测量方法。

本发明第四方面提供了一种服务器，包括至少一个处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，以使所述至少一个处理器执行如上述第二方面所述的发动机尾气温度测量方法。

本发明第五方面提供了一种计算机可读取存储介质，存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现上述第二方面所述的发动机尾气温度测量方法。

相对于现有技术，本发明所述的一种发动机尾气温度测量装置具有以下有益效果：