缸内燃烧光电测量的可视化技术

利用光纤传感器对内燃机缸内燃烧进行了探测,并与以往常规压力传感器的测量结果进行了比较,探索了将光纤传感技术应用于燃烧测量的可行性,利用光强信号可实现同步探测燃烧过程的燃烧时刻、爆震燃烧,循环稳定性,火焰传播及成分分析等多项燃烧特征,图像光传感器是未来普及与实现燃烧深层次研究的有效手段,燃烧可视化对燃烧过程测量具有重要意义。

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第3 2卷

第 1期

吉林大学学报 (工学版 )J u n l f in Unv riy( gne iga d Teh oo yEdt n) o r a l ies oJi t En ie r n c n lg io n i

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20 0 2年 1月

文章编号：6 1 4 7 2 0 ) 1 0 1—0 17—5 9 (0 2 0— 0 2 5

缸内燃烧光电测量的可视化技术高青 (吉林大学汽车工程学皖，吉林长春 1 02 ) 30 5

摘

要：利用光纤传感器对内燃机缸内燃烧进行了探测，与以往常规压力侍感器的测量结果并

进行了比较，索了将光纤传感技术应用干燃烧测量的可行性。利用光强信号可实现同步探探测燃烧过程的燃烧时刻、震燃烧、爆循环稳定性、火焰传播反成分分析等多项燃绕特征。图馕光纤侍感器是未来普反与实现燃烧深层次研究的有效手段。燃烧可视化对燃烧过程测量具有重要意义。

关键词：纤传感器；光内燃机；燃烧酒量中图分类号： 4 .7 U1 6 1 1文献标识码： A

O引言光纤传感器近几年来被认为是可实现燃烧过程多参数识别与控制的最理想的探测器。国内外已围绕特定波长 (0 m和 60n的光导纤维光电传感器进行了燃烧光强和光谱特性的试验， 90n 0 m)尝试利用光纤传感技术对内燃机燃烧过程进行探测和控制 l] l。原吉林工业大学已研制出光导纤维光电传感 探测器，并成功地将其置于火花塞内，得了令人满意的实验结果。获 燃烧过程的光学直接测量可实现燃烧过程光区多变性的直接探 i,煲完成燃烧与光电藕合本质属性 l的i量及同步测量燃烧过程的多项燃烧特征.且可在此基础上开展图像光纤传感器的燃烧测量。煲 l并 燃烧光学探测技术的研究宗旨是燃烧特征的准确测量、同步测量和可视化。如：①燃烧循环变动性、空燃比；②火焰特征；③燃烧时刻；燃烧状态参数；燃烧产物的成分及排放等；④⑤⑥燃烧过程的发展。可采用 4信号处理方法达到不同的特性探测要求 .种即①用光强做过程区分，量燃烧时间、测爆震、火等；用信号参数做统计分析 .量工作粗暴性和循环稳定性等；用光

色的光谱处理分析， l失②测③ i煲量燃烧产物的成分及排放特性；@用信号的比值及比色分析，量燃烧特性参数及状态参数等。图像信 i赠号光纤传感器具有直观的可视化和对多种参数的探测和测量能力，对于火核发展、火焰传播和火焰结构等可实现更客观、更准确的测量。

1光纤传感器测量装置内燃机燃烧过程的光纤传感器测量装置主要由光学探头和传输光纤、电转换装置、号处理和采光信

集装置等组成光纤通常可采用多股结构，并分别滤波形成光强和光谱的同步测量。信号采集和处理采用高建数据采样系统及微机处理系统。

根据内燃机的燃烧特点，光学探测波长一般选定在 9 0na红外光 )6 0n可见光 ) 4 0n 0 r(、0 m(和 6 m收稿日期 j0 1 42 2 0. .3 0基金项目：国家自然科学基金资助项目(0 70 6 5061)作者简介：高青 (9 1,吉林长春^,林大学教授。 16一)男.吉