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Flame image-C-LIF火焰自由基成像系統(tǒng)

作為一套現(xiàn)代化、模塊化的數(shù)據(jù)采集分析和成像系統(tǒng),平面激光誘導熒光(PLIF) 是對燃燒實驗 進行診斷的獨特工具。通過對燃燒自由基、污染物、燃料示蹤劑等的測量,該系統(tǒng)可以對諸如燃 料注入、點火現(xiàn)象和火焰鋒面等現(xiàn)象進行研究,從而加深對燃燒過程的理解
 
 
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產(chǎn)品概述
作為一套現(xiàn)代化、模塊化的數(shù)據(jù)采集分析和成像系統(tǒng),平面激光誘導熒光(PLIF) 是對燃燒實驗進行診斷的獨特工具。通過對燃燒自由基、污染物、燃料示蹤劑等的測量,該系統(tǒng)可以對諸如燃料注入、點火現(xiàn)象和火焰鋒面等現(xiàn)象進行研究,從而加深對燃燒過程的理解。
PLIF 中的LIF- 激光誘導熒光(LIF) 技術
LIF 技術的工作原理為:調諧激光波長,使激光的光子輸出頻率和燃燒場內待探測離子的某一對上下能級間的躍遷頻率相同,形成共振吸收,將下能態(tài)粒子泵浦到上能態(tài),當相應的上能態(tài)粒子向下躍遷時,會產(chǎn)生熒光信號,然后通過分析熒光信號的強度或光譜形態(tài),獲得燃燒場內探測分子濃度、分布及溫度等燃燒參量信息。
激光誘導熒光LIF 技術對燃燒診斷的優(yōu)點
  • 調諧激光實現(xiàn)待測分析或離子的共振吸收,選擇性激發(fā)熒光,選擇性探測熒光,極大的提升探測靈敏度與信噪比。
  • 可通過后數(shù)據(jù)分析獲得被探測分子濃度,分布場和溫度等豐富的燃燒參量信息。
該系統(tǒng)具有如下特點
1、激光輔助光學診斷,是光學非侵入式燃燒組分分析與成像的手段, 配套標準化光學測試系統(tǒng),可用于航空航天、先進能源等燃燒過程檢測
2、集成一體式可調諧染料激光系統(tǒng),穩(wěn)定,易操作,易維護
3、寬動態(tài)范圍的高靈敏度的影像強化ICCD 實現(xiàn)納秒級別的影像或光譜采集
4、PLIF 系統(tǒng)具有亞納秒級的同步時間精度
5、具有系統(tǒng)搭建、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、結果可視化的完整軟件平臺
6、系統(tǒng)具備燃燒自由基LIF 和燃料示蹤劑LIF 的專用分析軟件
7、可實現(xiàn)單組份及多組份測試需求
8、可根據(jù)用戶實際需求, 提供個性化光學實驗方案
9、可擴展離子圖像測速技術(PIV)
平面激光誘導熒光(PLIF)
PLIF: (Planar Laser Induced Fluorescence) 即所謂的“平面激光誘導熒光”,平面激光誘導熒光實驗系統(tǒng)為二維測量系統(tǒng)。
如下圖所示:
實驗中通過柱面透鏡,將激光光束厚度進行整形,形成激光片(laser sheet), 激光片穿過火焰與火焰相交,形成一個二維截面,通過光學成像的辦法,測量火焰中探測粒子的二維熒光圖像,從而求出探測粒子在火焰中的濃度分布及溫度場的分布等信息。
小結:平面激光誘導熒光PLIF 是在LIF 基礎上,將激光整形成片狀光,切入到燃燒場內,從而激發(fā)并探測二維的燃燒場信息。
 
本公司代理ICCD 拍攝的PLIF 圖像OH LIF, CO LIF, reaction rate (RR), temperature (T),and mixturefraction (f)
平面激光誘導熒光(PLIF)系統(tǒng)架構
• 染料激光系統(tǒng):可以根據(jù)測試對象的不同,調諧輸出不同的輸出波長與能量;
• 激光整形與傳輸光路:用于把激光變成可以用于PLIF 系統(tǒng)的片狀光;
• 探測系統(tǒng):根據(jù)要求采用合適的ICCD,進行適當?shù)难舆t后得到特定時刻的熒光信息;同時還可以加上光譜儀等設備,進行光譜分析,以便得到更豐富的信息;
• 時序控制裝置:對整個實驗的時序進行控制;
• 附屬設備:附屬設備主要包括用于搭建光路所必須采用的光學平臺,光具座,調整架以及反射鏡,激光功率能量計等光學配件;
• 數(shù)據(jù)采集與分析軟件:可以對溫度以及濃度場進行分析研究。

PLIF圖像處理框圖
配套推薦設備分項參數(shù)
可調諧染料激光器及片光源整形傳輸光路
• 激發(fā)波長:220-780nm 連續(xù)可調,可以根據(jù)要求延展到200-4500nm
• 線寬: 0.06cm-1
• 單脈沖能量:110mJ@560nm
• 柱面鏡焦距:50mm
• 球形聚焦透鏡:焦距500mm
• 片光厚度:0.1-0.3mm
• 重復頻率:10Hz
常用激發(fā)波長對應測試自由基及本設備對應激光能量
時間延遲同步裝置
• 時間延時范圍:0-2000s
• 時間延遲精度5ps
• 延遲同步通道:4 通道,可根據(jù)要求延展到8 通道
像增強相機
本公司提供多種納秒超快探測器ISCMOS

國內首推科學級制冷型超快IsCMOS 相機,采用高效超快像增強器,采用**光纖面板耦合工藝技術,配合>95% 量子效率 科研制冷型sCMOS 相機, 實現(xiàn)低噪聲、高速、超快門控拍照。

IsCMOS像增強型相機

● 科學級制冷型IsCMOS

● 18/25mm 大口徑二代高效像增強器

● 光譜響應范圍:S20 光陰極,200-850nm

● 光學快門: <3ns

● 延遲與門控精度:10ps

● 增強器陰極門控*高同步頻率 300KHZ;

● 內置時序控制器DDG

● 耦合方式:1:1 光纖面板耦合

● sCMOS 芯片: 高分辨2048*2048陣列

● 位深: 16bit

● 制冷溫度: 室溫減35度

● *快幀速: 35fps.

● 專業(yè)化數(shù)據(jù)采集控制軟件

獨特亮點

制冷型IsCMOS

-10度芯片制冷溫度,有效減低芯片暗噪聲,安靜讀出

超快光學門寬

<3ns 陰極光學門寬,實現(xiàn)**測量

內置DDG

內置精度<10ps  門控與延遲控制發(fā)射器,方便隨心控制

高效光纖錐耦合

1:1 高效光纖錐耦合增強器與相機,高通光量

高分辨率讀出

400萬像素高分辨率圖像讀出,不忽略細節(jié)

16bit, 95% QE

高動態(tài)范圍,高量子效率,不留缺憾

IOC 模式

>300kHZ陰極快門同步頻率,IOC  芯片累積模式下提升信噪比

專業(yè)化軟件

采集控制,數(shù)據(jù)處理專業(yè)化界面,簡單 快捷

常見型號列表:

 

SIC-25U-UV-4M-F

25mm 增強器,UV-VIS 200-900nm, 2048*2048, 光纖面板耦合

IsCMOS

SIC-18U-UV-4M-F

18mm 增強器,UV-VIS 200-900nm, 2048*2048, 光纖面板耦合

SIC-18U-VIS-4M-F

18mm 增強器,VIS 380-850nm, 2048*2048, 光纖面板耦合

 

SIC-18F-VN-4M-F

18mm 增強器,VIS -NIR 400-1100nm, 2048*2048,光纖面板耦合

 

ICCD

SIC-18U-UV-6M-L

18mm 增強器,UV-VIS 200-850nm, 2750*2200, 高分辨率鏡頭耦合

SIC-18F-VN-6M-L

18mm 增強器,VIS-NIR 400-1100nm, 2750*2200, 高分辨率鏡頭耦合

 
技術參數(shù)
 

sCMOS相機

像素陣列

2048*2048

陣面尺寸

13.3*13.3mm

像素大小

6.5um*6.5um

傳感器類型

背照式sCMOS

量子效率

>95% @600nm

讀出噪聲

CMS: 1.1e-(Median) / 1.2e-(RMS)

暗電流

0.15e- / pixel / s@-15℃

曝光時間

1ms-10s

位深

16bit

數(shù)字接口

UBS3.0

像增強器MCP

光陰極

S20B

S25R

光譜范圍

200-850nm

380-1100nm

峰值量子效率

20% @440nm

22%@720nm

等效噪聲(EBI)

< 2 x 10-7 lux @ 20 °C ± 2 °C

< 5 x 10-7  Lux

光子增益

1*104 photon/photon

1.4*104

有效口徑尺寸

18mm & 25mm

18mm

熒光屏

P20 /P43

P43

輸出窗口

1:1光纖面板

光學門控寬度

Fast: <3ns;  Slow option > =50ns

Fast < 5ns

內部DDG 控制

延遲和門寬調節(jié)范圍

0-10s

延遲和門寬調節(jié)精度

10ps

同步接口

外觸發(fā)輸入,觸發(fā)輸出,直接觸發(fā)(Direct gate)

觸發(fā)信號

觸發(fā)閾值 1-5V, 阻抗50歐姆,抖動<100ps

觸發(fā)固有延遲

<120ns@ 外觸發(fā),<40ns  @ Direct gate 直接觸發(fā)

 

 
sCMOS 量子效率曲線
增強器光陰極量子效率曲線