Temperature reconstruction method based on histogram obtained from TDLAS

With the rapid development of society, flame temperature measurement technology has been playing an increasingly important role in the industrial field. In the theoretical research on the combustion process of internal combustion engines, the development of new high-efficiency and low-pollution vehicle engines, the reduction of vehicle emissions and the study of the stability, economics and cleanliness of coal-fired boilers in power plants are of great significance and application value. Laser absorption spectroscopy is widely used in the optical diagnosis of combustion flames due to its non-intrusive, fast response and high sensitivity, including gas composition and concentration detection, combustion temperature and pressure distribution measurement. In order to obtain two-dimensional distribution data, the absorption data of multiple angles can be reconstructed by means of tomography. Multispectral tomography provides more parameter information by using multiple absorption spectra on each optical path, with fewer projection angles. Less projection angles mean a higher measurement speed, so the time resolution of multispectral tomography is higher than that of a single spectrum. From the multi-spectral information, the temperature probability density function of each optical path can be obtained, that is, the histogram. This paper mainly studies the method of temperature distribution reconstruction using histogram data. The main contents of this thesis are listed as follows: 1. Introduction of the combustion temperature measurement. 2. Modeling of the two-dimensional reconstruction from histogram. 3. Solving two-dimensional parameter distribution from histogram. 4. Uncertainty analysis of absorption spectra line. 5. Reconstructing from the laser absorption spectra line.

Con il rapido sviluppo della società, la tecnologia di misurazione della temperatura della fiamma ha svolto un ruolo sempre più importante nel settore industriale. Nella ricerca teorica sul processo di combustione dei motori a combustione interna, lo sviluppo di nuovi motori di veicoli ad alta efficienza ea basso inquinamento, la riduzione delle emissioni dei veicoli e lo studio della stabilità, economia e pulizia delle caldaie a carbone nelle centrali elettriche sono di grande significato e valore applicativo. La spettroscopia di assorbimento laser è ampiamente utilizzata nella diagnosi ottica delle fiamme di combustione a causa della sua risposta non intrusiva, rapida ed elevata sensibilità, compresa la composizione del gas e il rilevamento della concentrazione, la temperatura di combustione e la misurazione della distribuzione della pressione. Per ottenere dati di distribuzione bidimensionale, i dati di assorbimento di più angoli possono essere ricostruiti mediante tomografia. La tomografia multispettrale fornisce più informazioni sui parametri utilizzando più spettri di assorbimento su ciascun percorso ottico, con un minor numero di angoli di proiezione. Meno angoli di proiezione significano una maggiore velocità di misurazione, quindi la risoluzione temporale della tomografia multispettrale è superiore a quella di un singolo spettro. Dall'informazione multispettrale, è possibile ottenere la funzione di densità di probabilità della temperatura di ciascun percorso ottico, ovvero l'istogramma. Questo documento studia principalmente il metodo di ricostruzione della distribuzione della temperatura utilizzando i dati dell'istogramma. I contenuti principali di questa tesi sono elencati come segue: 1. Introduzione della misurazione della temperatura di combustione. 2. Modellazione della ricostruzione bidimensionale dall'istogramma. 3. Risoluzione della distribuzione dei parametri bidimensionale dall'istogramma. 4. Analisi dell'incertezza degli spettri di assorbimento. 5. Ricostruzione dalla linea degli spettri di assorbimento laser.