高速成像-化学反应爆炸OH基团(羟基)发光测量

高速相机广泛应用于生产检测、制药、印刷、电子、电气制造、以及更高要求的行业。相比起普通相机,高速相机具有高图像稳定性、高传输能力和高抗干扰能力等特点。

 

爆炸及燃烧测量是高速相机主要应用之一,在爆炸及燃烧反应过程中会产生OH基团(羟基),测量OH基团浓度场分布的时间分辨数据,对燃烧的火焰结构、反应机理、燃烧效率进行分析,从而改进燃烧及爆炸效率。OH基团发光在308nm附近,且发光强度很弱,而高速相机在308nm处量子效率已经小于5%,无法在千帧/秒-万帧/秒拍摄到OH发光图像,采用高速像增强模块与高速相机联用的方式,可以很好地解决以上问题。

 

化学反应爆炸中OH发光高速测量(帧速1000fps)

 

以上是在化学反应爆炸中,高速像增强模块与高速相机联用对OH发光的测试结果。使用高速相机单独拍摄OH发光,在慢帧速100帧/秒时候仍无法拍摄到信号光,加入高速像增强模块后在低增益下,不仅可以清晰地拍摄到OH发光信号,而且帧速还提高了10倍。在爆炸及燃烧诊断中主要利用高速像增强模块以下功能:

 

1.增益功能:高速像增强模块对308nm波段紫外光的增益可达100000倍,首先对微弱光进行增强。

 

2.紫外-绿光转换功能:308nm波段发光经过高速像增强模块后转换至530nm附近,黑白模式下的高速相机在530nm附近量子效率接近50%。

 

基于以上两项功能,利用高速像增强模块,使高速相机拍摄OH紫外发光时,帧速可高于万帧/秒。

 

 
2020-10-10