燃烧光影的极限之旅：EyeiTS像增强模组与高速相机的完美拍档

　　在碳氢燃料燃烧的实际实验中，拍摄CH和OH基团面临诸多挑战。主要原因在于这些基团的自发光信号非常微弱，容易被强光背景淹没，因此对拍摄设备的灵敏度要求极高。在拍摄羟基(OH基团)等发光基团过程中，其发光波长位于紫外波段。常规高速相机不仅在紫外波段量子效率不高，且由于高速拍摄过程中曝光时间短，拍摄信号微弱，因此用高速相机捕捉火焰燃烧过程是一个巨大的挑战。

　　研究背景

　　碳氢燃料燃烧研究涵盖了能源、环境、化学、材料、航空航天、安全工程和可再生能源等多个领域。拍摄燃烧过程中生成的中间产物CH和OH基团成像实验是碳氢燃料燃烧的重要手段之一。拍摄这些基团不仅可以深入理解燃烧机理，优化燃烧效率，控制污染排放，还能在高温高压条件下改进燃烧技术，并支持新型燃料的开发。

　　借助中智科仪EyeiTS像增强模组，燃烧过程中的信号显著增强，并将其波段转换到高速相机高量子效率的范围，从而弥补了高速相机在紫外波段量子效率低的缺憾，有效解决了紫外波段的成像问题。

　　实验方案

　　一、实验设备：

　　1)中智科仪EyeiTS像增强模组：型号EyeiTS-S-HQB-F;

　　2)高速相机;

　　3)紫外镜头;

　　4)430nm窄带滤光片。

　　二、实验任务描述：

　　在航空煤油燃烧过程中捕捉CH基团。

　　三、实验测试流程：

　　1.在紫外镜头上加装430nm窄带滤光片，紫外镜头安装在EyeiTS像增强模组前端，高速相机安装在像增强模组后端，分别调节镜头和像增强模组后端内置中继镜头进行对焦。

　　2. EyeiTS像增强模组设置为连续模式，增益≥2000，具体增益根据实际拍摄效果设置。由于煤油燃烧是一个强湍流大尺度的动态过程，波动频率较高，高速相机拍摄频率设置为5000Hz，以捕捉CH基团的波动过程。

　　图1 实验现场图片

　　实验结果

　　借助EyeiTS像增强模组，高速相机成功拍摄了煤油旋流火焰中CH基团自发光的高速变化过程。

　　图4 煤油燃烧过程中CH基团发光图像

　　结论

　　实验结果表明，在低曝光时间下，EyeiTS像增强模组可以以合适的增益捕捉到煤油旋流火焰中CH基团的分布情况，从而展现出不同时刻CH基团的空间分布。实验成功证明了EyeiTS像增强模组与高速相机的结合，是捕捉燃烧过程中间产物并进行研究分析的强有力的工具。通过这项技术，可以更清晰地了解燃烧过程中基团分布及其变化，为燃烧过程的进一步研究奠定坚实的基础。

　　解决方案

　　由中智科仪自主研发生产的EyeiTS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：

　　01、单光子探测灵敏度：

　　在火焰燃烧诊断实验中，选用Hi-QE Blue 光阴极，在紫外波段的量子效率高达30%以上;更高增益的双层MCP可选，最高增益高达15万倍，支持单光子信号探测。

　　02、超高采集频率：

　　EyeiTS高速像增强模组最高可支持百万帧高速成像采集。

　　03、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;

　　04、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。