基于透视成像的发射CT多方向相机标定技术研究(2)
1.1.1 拉曼光谱技术二十世纪六十年代，随着激光的出现，拉曼光谱技术迅速地发展，在燃烧诊断、环保生物、地质探测等领域得到广泛地应用。拉曼散射产生的原因是光与物质之间的非弹性散射作用，在光子和物质分子的非弹性碰撞中，双方产生能量交换使光子频率发生变化[2,3]。由于每一种物质都有自己特定的拉曼散射光谱，所以对物质的拉曼光谱检测成为检测样品的热点方法之一。
1.1.2 激光诱导荧光法激光诱导荧光法（LIF）是一种非接触式的测量方法，也就是通过检测样品受到激光照射后的荧光发射的方法。该方法中采用的激光的频率是可以调节的，通过对比样品分子在被激发前后电子结构的变化来分析分子复杂的频带结构。 激发后的激发态与激发前的基态相比，能量相差越大，越利于检测。与其他激光光谱法相比，LIF的检测灵敏度很高，因此该方法被应用于燃烧产物的组分诊断、荧光测定等诸多领域中[4]。
1.2 发射CT 技术概述将激光作为探测源的光学测量技术与CT 技术相结合的ECT 技术，凭借非接触性、响应快、精度高等优点，成为流场诊断研究的重要方向[5,6]。在燃烧过程中，火焰有大量的中间产物生成，如 OH*、CH*、C2*等小自由基。由化学反应生成的产物，我们可以推算出参加该反应的物质以及进行反应所需条件等化学要素。因此，可以通过对这些中间产物的检测来达到对燃烧场的组份分布、三维结构和PIV 流速诊断进行评估的目的。上世纪八十年代，H.Uchiyama 等人用 ECT 技术重建出燃烧场的温度分布，但由于火焰中的近红外存在吸收，重建结果的精度受到影响[7]。后来他们对该方法进行了修正，并将其用于其他方向的研究。20世纪末，Gupta 提出了如图1.1 所示的丙烷火焰发射光谱[8]。在实验中，直接用探测器接收火焰的辐射投影得到 OH*、CH*等的二维辐射强度图。通过对这些自由基的分析达到对流场中其他关键参量进行诊断的目的， 由于具有广阔的应用前景而成为近年来的研究热点之一。2005 年，日本名古屋工业大学的 Y.Ishino 等人研制了具有 40 个投影方向的ECT 实验装置[9]，通过该装置首次检测到了湍流预混火焰的火焰峰结构。后来Y.Ishino 对该装置进行了改进，将相机镜头分成两组进行曝光，重建出了火焰的传播速度。装置如图1.2 所示。