Применение диодной лазерной спектроскопии для измерения параметров газа при плазменно-индуцированном сверхзвуковом горении

Разработана методика измерения температуры и содержания паров воды в нестационарной зоне горения с использованием диодной абсорбционной спектроскопии. Методика, основанная на измерении спектра поглощения молекул воды в области 1.39 мкм, применена для определения параметров горения водородного топлива в испытательной секции сверхзвуковой аэродинамической трубы при скоростях газовых потоков M=2. Относительно большие интенсивности использованных линий поглощения позволили работать в режиме измерения прямого поглощения. Приведено описание дифференциальной схемы измерения нестационарных спектров, методики первичной обработки спектров и способов получения данных о температуре и концентрации Н₂О в зондируемой области. При обработке использовалась подгонка экспериментальных спектров спектрами, симулированными на основе спектроскопических баз данных. Для области горячего следа пламени получены средние за время горения (~50 мс) температура (~1050 К) и парциальное давление паров воды (~21 Тор). Большое отношение сигнал/шум позволило получить временную зависимость этих параметров. Разработанная методика позволяет определять температуру зондируемой области с точностью ~40 К.