第1章 绪论

1.1 目的

1.2 背景

1.3 本书的结构

参考文献

第一部分 技术

第2章 微量组分激光探测技术

2.1 引言

2.2 微量组分激光测量技术概述

2.2.1 激光诱导荧光

2.2.2 共振增强多光子电离

2.2.3 简并四波混频

2.2.4 腔衰荡光谱技术

2.2.5 可调谐二极管激光吸收光谱技术

2.2.6 其他技术

2.3 激光诱导荧光

2.3.1 光谱学

2.3.2 碰撞

2.3.3 多光子LIF

2.3.4 饱和LIF

2.3.5 预分离LIF

2.3.6 LIF绝对浓度测量

2.4 与燃烧化学模型比对

2.5 其他微量组分

参考文献

附录：火焰微量成分测量的文献综述

缩略语

附录参考文献

第3章 中间产物浓度测量的相干技术

3.1 引言

3.2 简并四波混频

3.2.1 简并四波混频在温度和浓度测量中的应用

3.2.2 实用考虑与未来应用

3.3 激光诱导热光栅光谱技术

3.4 相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）

3.4.1 CARS在浓度测量中的应用

3.4.2 实用考虑与未来应用

3.5 偏振光谱技术

3.5.1 PS在温度和浓度测量中的应用

3.5.2 实用考虑与未来应用

3.6 结论

参考文献

第4章 组分浓度测量的腔衰荡光谱技术

4.1 引言

4.2 背景及动机

4.3 腔衰荡方法

4.3.1 基本的时间特性

4.3.2 有限激光线宽效应

4.3.3 横模效应

4.3.4 空间分辨率

4.3.5 探测及其他实际问题

4.4 火焰中特殊组分的CRD测量

4.4.1 CH

4.4.2 OH

4.4.3 CN

4.4.4 1CH2

4.4.5 HCO

4.4.6 CH3

4.4.7 NH

4.4.8 CH2O

4.4.9 H2O

4.5 未来发展趋势

4.5.1 红外CRD技术

4.5.2 连续激光CRD

4.5.3 多谱线测量技术

4.5.4 其他CRD方法

4.6 结论

致谢

参考文献

第5章 短脉冲技术：皮秒荧光、能级转移、“无猝灭”测量

5.1 引言

5.2 基本物理概念

5.2.1 猝灭和能级转移

5.2.2 短脉冲

5.3 实验设备

5.3.1 激光源

5.3.2 短脉冲激光特性

5.3.3 探测系统

5.3.4 激发过程

5.4 典型应用及其优缺点

5.4.1 能级转移过程研究

5.4.2 微量组分的“无猝灭”测量

5.4.3 湍流场中的脉冲串测量

5.4.4 多光束技术

5.5 总结与展望

参考文献

第6章 实验室火焰和实际装置中的温度测量

6.1 引言

6.2 温度测量方法概述

6.3 基于激光光谱的温度测量技术

6.3.1 瑞利散射技术

6.3.2 自发拉曼散射技术

6.3.3 激光诱导荧光技术

6.3.4 相干反斯托克斯拉曼散射技术

6.4 温度测量的典型实例

6.4.1 拉曼和瑞利测温在火焰模型验证中的应用

6.4.2 实际应用中基于OH的二维温度测量

6.4.3 碳烟火焰中氮气Q支CARS测温

6.4.4 氮气CARS测量航空发动机模拟燃烧室瞬态温度

6.5 总结

致谢

参考文献

第7章 流场诊断

7.1 引言

7.2 发展历史简介

7.3 面临的挑战

7.4 标量参数成像

7.4.1 密度成像

7.4.2 温度成像

7.5 输运特性测量

7.5.1 基于分子散射的测量方法

7.5.2 基于粒子的速度场测量方法

7.6 总结

致谢

参考文献

第8章 时空多维诊断

8.1 引言

8.2 基础知识

8.2.1 理论

8.2.2 平面成像：实用考虑

8.2.3 多维成像装置

8.2.4 三维成像方案

8.2.5 激励光源

8.2.6 探测器技术

8.3 应用

8.3.1 主要组分测量

8.3.2 混合比／温度测量

8.3.3 微量组分测量

8.3.4 反应速率成像

8.3.5 时域成像

8.3.6 三维成像

8.4 结论和展望

致谢

参考文献

第9章 激光诱导白炽光

9.1 引言

9.2 前期LII研究

9.3 理论分析

9.4 实验方法

9.4.1 激光激发的能量和波长

9.4.2 激光强度分布

9.4.3 光谱检测范围

9.4.4 探测的门宽和同步

9.5 标定

9.5.1 消光标定法

9.5.2 腔衰荡标定方法

9.5.3 重量分析标定法

9.5.4 无需标定的碳烟体积分数定量测量

9.5.5 颗粒尺寸测量的标定

9.5.6 LII标定的主要关注点

9.6 测量结果

9.7 总结

参考文献

第二部分 应用

第10章 富燃化学和碳烟前驱物

10.1 引言

10.2 反应系统

10.2.1 反应装置

10.2.2 激波管

10.2.3 预混火焰

10.2.4 层流扩散火焰

10.3 建模

10.4 实验技术和方案

10.4.1 非接触测量技术

10.4.2 侵入式技术

10.5 综合诊断方法

致谢

参考文献

第11章 灭火的燃烧化学

11.1 背景

11.2 灭火的基本原理

11.3 光学诊断技术在灭火化学中的应用

11.4 灭火的反应动力学机制

11.4.1 碳氟化合物

11.4.2 钠

11.4.3 铁和其他过渡金属

11.5 总结

参考文献

第12章 用于催化燃烧研究的和频振动光谱技术

12.1 引言

12.2 红外-可见SFG表面振动光谱学基础

12.3 利用SFG进行催化燃烧实时诊断的实验布局

12.4 多晶Pt箔表面进行的CO吸附／脱附研究

12.5 多晶Pt箔上的CO燃烧研究

12.6 高温高压下铂表面的CO解离研究

12.7 展望与挑战

致谢

参考文献

第13章 多环芳香烃和碳烟的光学诊断

13.1 引言

13.2 多环芳香烃

13.2.1 PAH的基本特性

13.2.2 应用

13.2.3 讨论

13.3 光学技术对碳烟的诊断

13.4 激光诱导白炽光技术测量碳烟

13.4.1 LII原理

13.4.2 LII的应用

13.4.3 发动机和类发动机条件下的LII测量

13.4.4 LII对柴油发动机尾气的测量

13.5 总结

致谢

参考文献

第14章 湍流火焰中的多标量诊断

14.1 引言

14.2 实验设计要点

14.2.1 激光的选择和拉曼信号的估算

14.2.2 收集和探测装置的选择

14.3 应用实例1：拉曼／瑞利／LIF同时点测量

14.3.1 用于点测量的光学布局

14.3.2 标定和数据处理

14.4 应用实例2：标量耗散的一维测量

14.5 碳氢化合物荧光干扰：属性、规避和修正

14.6 标定燃烧炉

14.7 精确度和准确度考虑

14.8 其他多标量参数测量在燃烧中的应用

14.9 多标量诊断的前景展望

附加说明

参考文献

第15章 燃气轮机和内燃机的燃料注入与混合研究中的液滴测量

15.1 引言

15.2 液滴稳定性和喷雾统计基础

15.3 马尔文粒度仪

15.4 相位多普勒测速仪

15.5 激光片粒径测量技术

15.6 应用实例和不同方法对比

参考文献

第16章 直喷柴油发动机的光学测量

16.1 柴油发动机相关的关键问题

16.2 喷嘴流动

16.3 喷雾与混合物形成

16.3.1 弹性散射

16.3.2 激光诱导荧光

16.3.3 激光诱导拉曼散射

16.4 自点火与燃烧

16.5 污染物测量

16.5.1 激光诱导白炽光测量碳烟

16.5.2 LIF测量NO

16.6 柴油发动机光学诊断总结及尚未解决的问题

参考文献

第17章 直喷汽油发动机的光学诊断

17.1 引言

17.2 直喷汽油发动机

17.3 光学发动机

17.4 流场的发展

17.4.1 粒子成像测速技术

17.4.2 激光多普勒测速技术

17.5 喷雾形成

17.5.1 Mie散射

17.5.2 液相激光诱导荧光

17.5.3 油滴PIV

17.6 汽化与混合

17.6.1 气相LIF

17.6.2 两相LIF

17.6.3 自发拉曼散射技术

17.7 燃烧

17.8 污染物形成

17.8.1 一氧化氮

17.8.2 碳烟

17.9 光学发动机诊断的未来趋势

17.9.1 流场标记

17.9.2 准二维拉曼散射技术

17.9.3 发射光谱技术

17.9.4 发射／吸收光谱技术

17.9.5 时间分辨测量

17.10 总结

致谢

参考文献

第18章 可调谐二极管激光传感及燃烧控制

18.1 引言和传感器概述

18.2 测量原理

18.3 传感器结构

18.4 TDL传感应用案例

18.4.1 浓度测量

18.4.2 气体动力学参数测量

18.5 燃烧、发动机和工业过程控制中的应用

18.5.1 压缩机喘振／失速控制

18.5.2 富氧燃料工业供热

18.5.3 燃烧主动控制

18.5.4 未来的机遇及需求

致谢

参考文献

第三部分 展望

第19章 用于详细动力学建模的诊断

19.1 引言

19.2 模型不确定度

19.2.1 热力学——焓

19.2.2 输运

19.2.3 气体流动

19.2.4 气体温度

19.3 温度计算

19.4 动力学不确定度

19.4.1 组分

19.4.2 比值

19.5 总结

致谢

参考文献

第20章 催化燃烧诊断

20.1 引言

20.2 催化燃烧建模

20.2.1 流体和化学的耦合

20.2.2 反应动力学

20.2.3 应用——催化点火

20.3 表面反应机理的发展

20.3.1 反应路径

20.3.2 动力学数据

20.3.3 机理的评估

20.4 局限和挑战

20.4.1 表面结构和反应特性

20.4.2 蒙特卡洛方法

20.5 总结

参考文献

第21章 用于燃烧控制的传感器需求

21.1 引言

21.2 燃烧控制

21.2.1 主动燃烧控制

21.2.2 工作点控制

21.3 控制概念和传感器需求

21.3.1 诊断技术

21.3.2 燃烧控制的输入参数

21.4 总结

致谢

参考文献

第22章 燃气涡轮发动机燃烧室模型验证诊断技术的挑战

22.1 引言

22.2 常规特性

22.3 子模型的开发和验证

22.4 完整模型的验证

22.5 在模型验证方面激光诊断技术面临的挑战

致谢

参考文献

第23章 诊断技术在材料燃烧合成中的机遇

23.1 引言

23.2 燃烧合成过程

23.3 固／固和固／气燃烧合成的唯象控制与理解

23.4 SHS实时诊断的例子

23.5 气／固SHS研究中的诊断机遇案例

23.6 气／气火焰合成的唯象学

23.7 火焰合成中诊断机遇案例

23.8 总结

致谢

参考文献

第24章 有毒物质排放控制的诊断需求

24.1 引言

24.2 空气有毒物的特征

24.3 空气有毒物对人类健康造成的影响

24.4 需要致力解决的两类系统

24.4.1 常见燃烧

24.4.2 先进燃烧系统与新的挑战

24.5 诊断需求

24.6 技术需求

24.7 总结

参考文献

第25章 有机物燃烧废流时间分辨监测的在线痕量分析

25.1 引言

25.2 共振激光质谱技术原理及特点

25.2.1 UV光谱技术

25.2.2 多光子电离

25.2.3 飞行时间质谱测量技术

25.2.4 灵敏度估算（相对离子产额）

25.2.5 问题案例

25.3 发动机尾气中的痕量分析

25.4 燃烧过程生成的吸附于气溶胶及其他固体样品的PAH同形异构体选择性痕量分析途径

25.5 其他用于痕量分析的激光质谱技术

25.6 实际应用中激光质谱设备的总结评论

致谢

参考文献

第26章 燃烧尾气污染物定量测量的可调谐红外激光差分吸收光谱传感器

26.1 燃烧尾气产物及大气

26.1.1 引言

26.1.2 大气化学

26.2 可调谐红外激光差分吸收光谱技术

26.2.1 光谱学基础

26.2.2 激光源

26.2.3 信号处理

26.2.4 样品采集

26.3 TILDAS在燃烧尾气测量中的应用

26.3.1 机动车尾气污染物的跨路遥感

26.3.2 喷气发动机尾气污染物测量

26.3.3 香烟特性的表征

26.4 总结

致谢

参考文献

第27章 后续发展

27.1 引言

27.2 红外激光诱导荧光成像技术

27.3 用原子注入法在碳烟火焰中测温

27.4 用太赫兹吸收探测水

27.5 发动机诊断中CO2的干扰

27.6 新型流体示踪测速技术

27.7 柴油发动机的诊断优势

27.8 用于燃烧诊断和控制的新型二极管激光源

27.9 燃烧器设计中的激光诊断

27.10 总结

参考文献

缩略词

许可