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Flame image-C-LIF火焰自由基成像系統(tǒng)

作為一套現(xiàn)代化、模塊化的數(shù)據(jù)采集分析和成像系統(tǒng)，平面激光誘導(dǎo)熒光(PLIF) 是對燃燒實(shí)驗(yàn) 進(jìn)行診斷的獨(dú)特工具。通過對燃燒自由基、污染物、燃料示蹤劑等的測量，該系統(tǒng)可以對諸如燃料注入、點(diǎn)火現(xiàn)象和火焰鋒面等現(xiàn)象進(jìn)行研究，從而加深對燃燒過程的理解

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產(chǎn)品概述

作為一套現(xiàn)代化、模塊化的數(shù)據(jù)采集分析和成像系統(tǒng)，平面激光誘導(dǎo)熒光(PLIF) 是對燃燒實(shí)驗(yàn)進(jìn)行診斷的獨(dú)特工具。通過對燃燒自由基、污染物、燃料示蹤劑等的測量，該系統(tǒng)可以對諸如燃料注入、點(diǎn)火現(xiàn)象和火焰鋒面等現(xiàn)象進(jìn)行研究，從而加深對燃燒過程的理解。

PLIF 中的LIF- 激光誘導(dǎo)熒光(LIF) 技術(shù)

LIF 技術(shù)的工作原理為：調(diào)諧激光波長，使激光的光子輸出頻率和燃燒場內(nèi)待探測離子的某一對上下能級間的躍遷頻率相同，形成共振吸收，將下能態(tài)粒子泵浦到上能態(tài)，當(dāng)相應(yīng)的上能態(tài)粒子向下躍遷時(shí)，會(huì)產(chǎn)生熒光信號，然后通過分析熒光信號的強(qiáng)度或光譜形態(tài)，獲得燃燒場內(nèi)探測分子濃度、分布及溫度等燃燒參量信息。

激光誘導(dǎo)熒光LIF 技術(shù)對燃燒診斷的優(yōu)點(diǎn)

調(diào)諧激光實(shí)現(xiàn)待測分析或離子的共振吸收，選擇性激發(fā)熒光，選擇性探測熒光，極大的提升探測靈敏度與信噪比。
可通過后數(shù)據(jù)分析獲得被探測分子濃度，分布場和溫度等豐富的燃燒參量信息。

該系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)
1、激光輔助光學(xué)診斷，是光學(xué)非侵入式燃燒組分分析與成像的手段，配套標(biāo)準(zhǔn)化光學(xué)測試系統(tǒng)，可用于航空航天、先進(jìn)能源等燃燒過程檢測

2、集成一體式可調(diào)諧染料激光系統(tǒng)，穩(wěn)定，易操作，易維護(hù)
3、寬動(dòng)態(tài)范圍的高靈敏度的影像強(qiáng)化ICCD 實(shí)現(xiàn)納秒級別的影像或光譜采集
4、PLIF 系統(tǒng)具有亞納秒級的同步時(shí)間精度
5、具有系統(tǒng)搭建、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、結(jié)果可視化的完整軟件平臺(tái)
6、系統(tǒng)具備燃燒自由基LIF 和燃料示蹤劑LIF 的專用分析軟件
7、可實(shí)現(xiàn)單組份及多組份測試需求
8、可根據(jù)用戶實(shí)際需求，提供個(gè)性化光學(xué)實(shí)驗(yàn)方案
9、可擴(kuò)展離子圖像測速技術(shù)（PIV）

平面激光誘導(dǎo)熒光（PLIF）

PLIF: (Planar Laser Induced Fluorescence) 即所謂的“平面激光誘導(dǎo)熒光”，平面激光誘導(dǎo)熒光實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)為二維測量系統(tǒng)。

如下圖所示：

實(shí)驗(yàn)中通過柱面透鏡，將激光光束厚度進(jìn)行整形，形成激光片（laser sheet）, 激光片穿過火焰與火焰相交，形成一個(gè)二維截面，通過光學(xué)成像的辦法，測量火焰中探測粒子的二維熒光圖像，從而求出探測粒子在火焰中的濃度分布及溫度場的分布等信息。

小結(jié)：平面激光誘導(dǎo)熒光PLIF 是在LIF 基礎(chǔ)上，將激光整形成片狀光，切入到燃燒場內(nèi)，從而激發(fā)并探測二維的燃燒場信息。

本公司代理ICCD 拍攝的PLIF 圖像OH LIF, CO LIF, reaction rate (RR), temperature (T),and mixturefraction (f)

平面激光誘導(dǎo)熒光（PLIF）系統(tǒng)架構(gòu)

• 染料激光系統(tǒng)：可以根據(jù)測試對象的不同，調(diào)諧輸出不同的輸出波長與能量；

• 激光整形與傳輸光路：用于把激光變成可以用于PLIF 系統(tǒng)的片狀光；

• 探測系統(tǒng)：根據(jù)要求采用合適的ICCD，進(jìn)行適當(dāng)?shù)难舆t后得到特定時(shí)刻的熒光信息；同時(shí)還可以加上光譜儀等設(shè)備，進(jìn)行光譜分析，以便得到更豐富的信息；

• 時(shí)序控制裝置：對整個(gè)實(shí)驗(yàn)的時(shí)序進(jìn)行控制；

• 附屬設(shè)備：附屬設(shè)備主要包括用于搭建光路所必須采用的光學(xué)平臺(tái)，光具座，調(diào)整架以及反射鏡，激光功率能量計(jì)等光學(xué)配件；

• 數(shù)據(jù)采集與分析軟件：可以對溫度以及濃度場進(jìn)行分析研究。

PLIF圖像處理框圖

配套推薦設(shè)備分項(xiàng)參數(shù)

可調(diào)諧染料激光器及片光源整形傳輸光路

• 激發(fā)波長：220-780nm 連續(xù)可調(diào)，可以根據(jù)要求延展到200-4500nm

• 線寬： 0.06cm-1

• 單脈沖能量：110mJ@560nm

• 柱面鏡焦距：50mm

• 球形聚焦透鏡：焦距500mm

• 片光厚度：0.1-0.3mm

• 重復(fù)頻率：10Hz

常用激發(fā)波長對應(yīng)測試自由基及本設(shè)備對應(yīng)激光能量

時(shí)間延遲同步裝置

• 時(shí)間延時(shí)范圍：0-2000s

• 時(shí)間延遲精度5ps

• 延遲同步通道：4 通道，可根據(jù)要求延展到8 通道

像增強(qiáng)相機(jī)
本公司提供多種納秒超快探測器ISCMOS

國內(nèi)首推科學(xué)級制冷型超快IsCMOS 相機(jī)，采用高效超快像增強(qiáng)器，采用**光纖面板耦合工藝技術(shù)，配合>95% 量子效率科研制冷型sCMOS 相機(jī)，實(shí)現(xiàn)低噪聲、高速、超快門控拍照。

IsCMOS像增強(qiáng)型相機(jī)

● 科學(xué)級制冷型IsCMOS

● 18/25mm 大口徑二代高效像增強(qiáng)器

● 光譜響應(yīng)范圍：S20 光陰極，200-850nm

● 光學(xué)快門： <3ns

● 延遲與門控精度：10ps

● 增強(qiáng)器陰極門控*高同步頻率 300KHZ;

● 內(nèi)置時(shí)序控制器DDG

● 耦合方式：1:1 光纖面板耦合

● sCMOS 芯片：高分辨2048*2048陣列

● 位深： 16bit

● 制冷溫度：室溫減35度

● *快幀速： 35fps.

● 專業(yè)化數(shù)據(jù)采集控制軟件

獨(dú)特亮點(diǎn)

制冷型IsCMOS	-10度芯片制冷溫度，有效減低芯片暗噪聲，安靜讀出
超快光學(xué)門寬	<3ns 陰極光學(xué)門寬，實(shí)現(xiàn)**測量
內(nèi)置DDG	內(nèi)置精度<10ps 門控與延遲控制發(fā)射器，方便隨心控制
高效光纖錐耦合	1:1 高效光纖錐耦合增強(qiáng)器與相機(jī)，高通光量
高分辨率讀出	400萬像素高分辨率圖像讀出，不忽略細(xì)節(jié)
16bit, 95% QE	高動(dòng)態(tài)范圍，高量子效率，不留缺憾
IOC 模式	>300kHZ陰極快門同步頻率，IOC 芯片累積模式下提升信噪比
專業(yè)化軟件	采集控制，數(shù)據(jù)處理專業(yè)化界面，簡單快捷

常見型號列表：

	SIC-25U-UV-4M-F	25mm 增強(qiáng)器，UV-VIS 200-900nm, 2048*2048, 光纖面板耦合
IsCMOS	SIC-18U-UV-4M-F	18mm 增強(qiáng)器，UV-VIS 200-900nm, 2048*2048, 光纖面板耦合
IsCMOS	SIC-18U-VIS-4M-F	18mm 增強(qiáng)器，VIS 380-850nm, 2048*2048, 光纖面板耦合
	SIC-18F-VN-4M-F	18mm 增強(qiáng)器，VIS -NIR 400-1100nm, 2048*2048,光纖面板耦合
ICCD	SIC-18U-UV-6M-L	18mm 增強(qiáng)器，UV-VIS 200-850nm, 2750*2200, 高分辨率鏡頭耦合
ICCD	SIC-18F-VN-6M-L	18mm 增強(qiáng)器，VIS-NIR 400-1100nm, 2750*2200, 高分辨率鏡頭耦合

技術(shù)參數(shù)

sCMOS相機(jī)
像素陣列	2048*2048
陣面尺寸	13.3*13.3mm
像素大小	6.5um*6.5um
傳感器類型	背照式sCMOS
量子效率	>95% @600nm
讀出噪聲	CMS: 1.1e-(Median) / 1.2e-(RMS)
暗電流	0.15e- / pixel / s@-15℃
曝光時(shí)間	1ms-10s
位深	16bit
數(shù)字接口	UBS3.0
像增強(qiáng)器MCP
光陰極	S20B	S25R
光譜范圍	200-850nm	380-1100nm
峰值量子效率	20% @440nm	22%@720nm
等效噪聲（EBI）	< 2 x 10-7 lux @ 20 °C ± 2 °C	< 5 x 10-7 Lux
光子增益	1*104 photon/photon	1.4*104
有效口徑尺寸	18mm & 25mm	18mm
熒光屏	P20 /P43	P43
輸出窗口	1:1光纖面板
光學(xué)門控寬度	Fast： <3ns; Slow option > =50ns	Fast < 5ns
內(nèi)部DDG 控制
延遲和門寬調(diào)節(jié)范圍	0-10s
延遲和門寬調(diào)節(jié)精度	10ps
同步接口	外觸發(fā)輸入，觸發(fā)輸出，直接觸發(fā)（Direct gate）
觸發(fā)信號	觸發(fā)閾值 1-5V，阻抗50歐姆，抖動(dòng)<100ps
觸發(fā)固有延遲	<120ns@ 外觸發(fā)，<40ns @ Direct gate 直接觸發(fā)