基于光纤束采集的火焰温度场重建研究.pdf

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1、学校代码10406分类号TP391.4密级公开学号080080402118题目基于光纤束采集的火焰温度场重建研究作者肖文荟学科、专业测试计量技术及仪器指导教师万雄教授申请学位日期2011年6月学校代码：10406分类号：TP391.4学号：080080402118南昌航空大学硕士学位论文（学位研究生）基于光纤束采集的火焰温度场重建研究硕士研究生：肖文荟导师：万雄教授申请学位级别：硕士学科、专业：测试计量技术及仪器所在单位：测试与光电工程学院答辩日期：2011年6月授予学位单位：南昌航空大学Researchofflamet

2、emperaturefieldreconstructionbasedonfiberbundlecollectingADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterOnMeasuringandTestingTechnologiesandInstrumentsByWenhuiXiaoUndertheSupervisionofProf.XiongWan(CollegeofTestingandOpticalEngineering)NanchangHangkongUniversity,Nanch

3、ang,ChinaJune,2011摘要发射光谱层析技术（EmissionSpectralTomography，简称EST）是结合发射光谱测量及光学层析技术（OpticalComputedTomography，简称OCT）形成的具有装置简便，可靠性好、实用性强等优点的流场诊断技术。该技术在工程热物理量测试研究、等离子体诊断等领域有着广泛的运用。随着技术的发展，EST技术的实时化要求、速度要有较大的提高。而目前的EST技术大部分是通过离线采集图像再进行EST的层析算法计算。这样没有能够做到实时的层析显示，达不到工业生产和科

4、学研究的要求。经过多年的技术发展，FPGA和DSP等高速数字处理芯片的问世和半导体技术的发展，为EST的实时重建提供了可能。本文结合以光学CT为基础的发射光谱层析技术并以自主研制的光纤束阵列为采集装置及DSP嵌入式硬件对火焰温度场进行了三维重建研究。该项目主要就硬件设计及软件处理两方面进行研究。在硬件方面，采用光纤束阵列作为数据采集装置，搭建数据预处理和选择电路。采用DSP2407作为嵌入式处理器，负责重建算法的运算。软件方面主要以CCS2.2、VC6.0和MATLAB7.0作为开发工具。在CCS2.2环境下C语言的迭代

5、重建算法转化为DSP能识别的机器语言烧写进DSP。同时编写VC界面程序，通过VC调用MATLAB引擎来对重建数据的三维显示。本文采用自主研发的光纤束阵列能采集到较为理想的辐射数据，是一种新的数据采集方法尝试，提高了火焰温度场重建的精度。同时嵌入式DSP的使用，大大提高了重建的速度，实现了实时火焰温度场的三维重建。关键词：发射光谱层析，光纤束，DSP，温度场IAbstractEmissionSpectralTomography(abbreviatetoEST)isaFlowfielddiagnosistechnologyt

6、hathavetheadvantageofsimpledeviceandstrongpracticabilitywhichcombineEmissionspectralmeasurementandOpticalComputedTomography(abbreviatetoOCT),thistechnologyhasextensiveuseofthermalparameterstesting,plasmadiagnosisandotherfields,istheindispensabletestingtechnologyi

7、nmachinery,aerospace,miningandIndustryforgedaspects.Withthedevelopmentoftechnology,thereal-timeofESTtechnologyrequiresahighlyimprovementofspeedy,butcurrentESTtechnologymostcalculateaccordingoff-linecollectimagethenproceedtheESTChromatographyalgorithm.TheChromatog

8、raphyindicatecan’treachthescientificresearchrequirementforindustrialproductionasit’snotrealtime,afteryearsoftechnologydevelopment,theappearancesofFPGAandDSPetc