双曝光式全息干涉测量轴对称乙烯火焰温度场

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1、AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringExperimentofTemperatureMeasurementforAxialSymmetricalEthyleneFlamebyDoubleExposureHolographyCandidate:LiLiMajor:EngineeringofThermophysicsSupervisor:Prof.HuangSuyiHuazhongUniversityofSc

2、ience&TechologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2008独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版

3、，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在____________年解密后适用本授权书。本论文不保密□。属于（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日摘要针对小型火焰的激光干涉测温技术与针对大型炉膛的辐射图像处理技术同样具有非接触、实时、全场计量等优点。激光干涉测温技术在原理上与介质的辐射特性无关，这一特点表明它可以作为验证炉膛辐射图像处理技术的有效参照。火焰对象因特征温度高、条纹相位梯

4、度大、全场组分分布复杂，其干涉测温数据处理过程的难度远高于低温热空气流场，其详细流程罕见文献报道。全息再现时记录下的条纹中包含光效应条纹与火焰干涉条纹。光效应条纹出现在火焰干涉条纹的两侧，它的实体会被全息干版所记录，将其误作为火焰干涉条纹加入到相位提取过程会使条纹相位分布严重偏离实际。在相位分布提取过程中使用了包括明暗极点在内的全部灰度数据，得到了高分辨率的条纹相位，较之传统明暗极点相位提取方法更能准确反映条纹对象的相位分布。使用对Abel逆变换变形公式直接离散求解的方法完成了Case3在3cm高度上的投影反转，该方法表现出了良好的自封

5、闭性，但无法消除Abel逆变换对近轴区域噪声异常敏感的本质。使用同工况下的无噪声模拟条纹代入投影反转过程，得出了无噪声相位的微分商的理想特征分布，发现对含噪声相位分布的不同平滑处理所得微分商分布往往与理想特征分布偏离较大，这是导致干涉测温结果往往出现离奇高温的原因。使用空气组分假设与燃烧数值模拟浓度场资料完成了Case3在三个高度上的温度反演，发现环境测温的微小误差传递到高温区间上会扩大数十倍以上，而空气组分假设所得测温结果相对于模拟温度值需要最大7%的修正。将修正后的干涉测温结果与热电偶测温结果相互比较发现，两者具有类似的偏峰结构且峰

6、值水平吻合很好，但在轴心处较之热电偶测温值有一定程度的偏低。关键词：乙烯火焰;双曝光全息干涉;无限宽条纹;投影反转;模拟浓度场IAbstractComparedofradiometricimageprocessingtechniqueemployedinindustrialfurnace,themeasurementoftemperaturefieldforlaboratoryflamelaserinterferometertechniqueshowsthevirtueofnon-contact,real-timeandfullfiel

7、dmeasuring.Andtheirprinciplesareindependent.Laserinterferometertechniquecanbeeffectivelyusedintestingradiometricimageprocessingtechnique.Becauseofhightemperature,sharpphasegradientandcomplexcomponents,theholographicinterferencetemperaturemeasurementofflameismoredifficult

8、thanhotairflow,anditisrarelyreportedintheliteratureindetail.Thefringeincludedopticaleffectfringeandflam