前沿报道-中国科学技术大学基于高速像增强模组实现 DDT高速爆燃诊断

#EyeiTS 高速像增强模组5个
#单光子探测灵敏度2个高采样频率1个
#高通量镜头1

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 管道内火焰加速引起的爆燃向爆轰转变(DDT)是一个亚音速火焰加速到高速爆燃,再过渡到爆轰的复杂过程。火焰加速和爆燃转爆轰的研究具有重要的基础和现实意义,主要涉及爆炸安全和爆轰推进。

 目前,超声速燃烧领域传统的可视化手段主要局限于高速-纹影法。该方法可以得到火焰及爆轰传播过程中整个流场的变化,包括火焰形状、压力波等。但缺少对于化学反应进程的捕捉和判断。
 利用中智科仪自主研发EyeiTS高速像增强模组与某品牌高速相机的结合, 来获取超声速燃烧中的氢氧自由基OH*(羟基)分布,以研究不同阻塞率情况下,障碍物管道内的氢-氧气预混火焰加速及爆燃转爆轰的动态发展过程。


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氢氧自由基(OH*)是氢氧燃烧反应中反应速率的重要决定因素。本文采用OH*化学发光法对火焰加速及爆燃转爆轰过程进行了进一步研究。这些图像是由中智科仪EyeiTS-D-HQB型高速像增强模组来连接高速摄像机拍摄的。通过调整增益水平,可以防止图像中的像素饱和。此外,将OH*滤光片安装在大通量紫外镜头的前段,用于过滤除OH*自由基外的其他光,保证有且仅有OH*波段的光通过,从而实现对于化学发光的拍摄。

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实验装置(采用中智科仪 EyeiTS-D-HQB 型高速像增强模组配合高速相机



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 最终,实验得到了不同阻塞率情况下,反应前锋到达相似位置时的纹影和化学发光图像。借助对化学发光自由基的捕捉,进一步揭示了激波-火焰相互作用和边界层粘性加热在爆燃转爆轰过程中的关键作用。


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不同阻塞率情况下,反应前锋到达相似位置时的纹影和化学发光图像



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Combustion Science and Technology:Flame Acceleration and DDT in a Channel with  Continuous Triangular Obstacles: Effect of Blockage Ratio Paper link: https://doi.org/10.1080/00102202.2022.2120767


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 由中智科仪自主研发生产的EyeiTS高速像增强模组适用于灵敏度要求以及高速采集速度要求较高的实验:

1.单光子探测灵敏度

在火焰燃烧然实验中,使用Hi-QE Blue版本光阴极,在紫外量子效率高达30%以上;可选双层MCP增益高达15万倍的增益设置。 
2.超高采样频率
EyeiTS高速像增强模组最高可支持百万帧高速成像。
3.精准的时序控制
EyeiTS高速像增强模组可选择D410时序同步控制器,具有3路独立输入输出的时序同步控制器,最短延迟时间为10ps。
4.高通量紫外镜头 
F/2超大通量紫外镜头专为火焰燃烧优化设计。


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中智科仪(北京)科技有限公司成立于2016年, 是一家专注新型光电探测技术的创新型科技公司。公司在西安和昆山设有两个研发中心,其骨干技术团队具备十余年先进科学成像开发及应用经验。中智科仪始终秉承国产自研、锐意进取的精神,以科研需求为核心,依托精准的探测技术、在产品研发上追求两个物理极限:
1. 超快成像:皮秒时间分辨探测技术;
2. 极限探测灵敏度:单光子成像技术。
经年沉淀,公司匠心打磨纳秒/皮秒时间分辨相机以及皮秒时间分辨单光子相机等产品,不仅打破国外技术垄断,更是以超越国际标准为目标填补我国在超快及时间分辨领域的空白。目前,中智科仪逐光系列产品已经获得相关专利十余项,在超过百余家高校及研究院所成功交付,以成熟稳定的性能支持数十个国家重点项目的具体实施。实践出真知,正是来自科学家真实的认可与支持坚定了中智科仪的信心及决心。中智科仪(北京)科技有限公司本着创新和严谨的精神,以研发、市场、销售、客户服务四位一体的高标准体系,努力保持领先优势,矢志成为全球卓越的光电科技公司,致力推动科技成果的应用转化,在“科技兴国”的道路上为中国科研贡献力量。






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