1、要 取 得 清 晰 的 预 混 燃 烧 火 焰 图 片 ,获 得 数 据 处 理 程 序 所 需 要 的 丰 富 数 据 可供 我 们 选 择 的 方 法 主 要 有 三 种 ：首 先 ,是 阴 影 法 ， 这 种 方 法 拍 摄 出 的 火 焰 扩 散 图 片 灰 度 梯 度 不 够 明 显 ,已 然 区与 未 然 区 之 间 间 隔 比 较 模 糊 ,不 常 用 于 预 混 合 气 体 燃 烧 拍 摄 。其 次 是 利 用 纹 影 法 来 进 行 预 混 燃 烧 火 焰 图 片 拍 摄 ， 这 种 方 法 拍 摄 出 的 火 焰 扩散 图 片 灰 度 梯 度 比 较 明 显 ,已 燃 区
2、与 未 燃 区 之 间 间 隔 比 较 清 晰 。第 三 种 方 法 是 全 熄 干 涉 法 ， 这 种 方 法 在 实 施 工 程 中 必 须 要 采 用 激 光 作 为 背 景光 源 ,而 产 生 激 光 需 要 复 杂 的 设 备 ,其 设 备 成 本 必 然 会 很 高 “此 外 ,采 用 这 种 方 法 拍摄 出 的 图 片 ,在 后 期 数 据 处 理 过 程 中 比 起 纹 影 法 的 处 理 要 困 难 很 多 。综 上 所 述 ,利 用 纹 影 法 拍 摄 预 混 燃 烧 火 焰 图 片 具 有 较 好 的 图 像 清 晰 度 与 较 高的 实 际 可 行 性 。图 示 为
3、高 速 纹 影 系 统 光 路 图 ：1.2 高 速 数 字 纹 影 法 光 学 系 统纹 影 仪 可 以 检 测 出 折 射 率 梯 度 ， 而 折 射 率 梯 度 是 由 密 度 梯 度 产 生 的 。 对 定 容燃 烧 弹 内 的 喷 雾 燃 烧 过 程 而 言 ， 密 度 梯 度 可 以 由 温 度 梯 度 引 起 ， 但 主 要 是 由 浓 度梯 度 引 起 。纹 影 仪 可 以 提 供 喷 雾 燃 烧 过 程 的 温 度 和 组 分 信 息 ： 利 用 纹 影 仪 可 以 区 分 燃 料蒸 汽 和 环 境 气 体 的 边 界 ， 以 及 高 温 燃 气 和 低 温 未 燃 气 体
4、的 边 界 ， 还 能 采 集 到 喷 雾燃 烧 的 自 然 发 光 。 这 对 研 究 喷 雾 蒸 发 混 合 过 程 和 燃 烧 过 程 显 得 尤 为 重 要 。该 系 统 由 纹 影 仪 和 高 速 数 字 摄 像 机 组 成 。 在 高 速 数 字 摄 像 机 性 能 大 幅 提 升 的背 景 下 ， 高 速 纹 影 法 的 时 空 分 辨 率 也 得 到 大 幅 提 升 。 CL-150型 纹 影 仪 的 球 面 镜 直径 为 150mm， 焦 距 为 1.5m， 狭 缝 宽 度 在 0 3mm 内 连 续 可 调 氙 灯 ； 狭 缝 ； 球 面 镜 1； 4 石 英 玻 璃 ；
5、球 面 镜 ； 刀 口 ； 高 速 数 字 摄 像 机 +微 距 镜 头 ； 定 容 燃 烧 弹 ； 磁 耦 合 风 扇 ； 10 爆 破 片 ； 11 喷 油 器 纹 影 仪 的 作 用 在 于 先 提 供 一 束 平 行 光 （ 准 直 光 ） 通 过 被 测 对 象 ， 再 将 其 汇 聚引 导 入 高 速 数 字 摄 像 机 。 平 行 光 通 过 喷 雾 雾 束 时 ， 在 液 滴 和 燃 油 蒸 汽 的 作 用 下 ，会 被 折 射 、 反 射 与 吸 收 ， 在 纹 影 图 像 中 留 下 明 暗 相 间 的 纹 理 。试 验 表 明 ： 狭 缝 的 宽 度 和 高 度 越 小
6、， 所 成 图 像 的 边 界 越 清 晰 ， 但 是 图 像 亮 度也 会 随 之 降 低 ， 在 保 证 亮 度 和 清 晰 度 的 前 提 下 ， 狭 缝 的 设 置 以 1mm 1mm 左 右 为佳 。 现 有 研 究 表 明 ： 对 高 温 条 件 下 的 喷 雾 蒸 发 和 喷 雾 燃 烧 试 验 ， 即 便 不 使 用 刀 口 ，也 可 以 明 显 地 区 别 燃 料 蒸 汽 和 环 境 气 体 的 边 界 ， 对 低 温 条 件 下 的 蒸 发 ， 则 要 借 助刀 口 才 能 辨 识 蒸 汽 边 界 。Motionpro Y4-S1型 高 速 数 字 摄 像 机 的 最 大
7、分 辨 率 为 1024 1024像 素 ， 满 幅 最 大 拍 摄 速 度 为6000帧 /s， 当 以 1024 280像 素 的 分 辨 率 进 行 拍 摄 时 ， 最 大 拍 摄 速 度 可 以 达 到 20200帧 /s 高速 摄 像 机 的 图 像 采 集 过 程 可 以 手 动 触 发 ， 也 可 以 采 用 电 平 下 降 沿 触 发 当 采 用 喷 油 信号 下 降 沿 作 为 触 发 信 号 时 ， 可 得 到 喷 油 器 从 加 电 到 燃 油 喷 出 所 需 要 的 时 间 ， 同 时 可 提高 工 作 效 率 。 高 速 摄 像 机 的 最 小 曝 光 时 间 为 1 ， 曝 光 时 间 连 续 可 调 ， 采 集 图 像 的 深 度 为 810bit 配 合 100mm F2.8型 微 距 镜 头 ， 可 以 观 测 到 燃 油 喷 雾 在 整 个 燃 烧 室 内的 发 展 变 化 过 程 。
