高温条件下光谱线型模型对光谱反演的影响分析

摘要：

针对高温条件下光谱高精度反演的需求,对比分析了 7 种不同的光谱线型模型在光谱反演中的精度和稳定性,并发展了适用于高温诊断的光谱线型选择策略.首先测量了 1 100～1 600 K 温度范围的两条H2O吸收光谱,采用七种不同的光谱线型模型分别进行分析,获取了各测量光谱的积分吸光度,速度依赖线宽和多普勒半高宽,并根据双线比值法计算气体温度值.对比分析表明,在高温常压条件下,Gaussian线型拟合精度最差,但通过 Gaussian线型反演的气体温度精度最高;光谱拟合过程中,通过设置线型模型中的多普勒半高宽参数为已知量,能有效提高光谱线参数的反演稳定性和精度,也能有效提高各光谱线型温度反演精度.与高阶非 Voigt线型(Speed-dependent Voigt 线型,Rautian 线型,Speed-dependent Rautian 线型和 Hartman-Tran线型)对比,Voigt线型获取的积分吸光度和速度依赖线宽偏小,计算的温度结果相对误差偏大.最后,对比了 7 种线型模型拟合程序的运行时间,在保证精度的条件下,Speed-dependent Voigt线型拟合速度最快.因此,通过 Gaussian线型获取气体温度,然后根据温度计算多普勒半高宽参数并将其固定为已知量,采用 Speed-dependent Voigt线型拟合能有效提高高温光谱的反演精度,速度和稳定性.

关键词：光谱线型、TDLAS、积分吸光度、速度平均线宽、多普勒半高半宽、温度

所属期刊栏目：43

分类号：O433.4(光学)

资助基金：国家自然科学基金;广州市基础研究计划基础与应用基础研究项目

在线出版日期：2023-09-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：2715-2721