功率放大器在超声激励甲烷氨燃烧火焰排放特性研究中的应用

实验设备:

ATA-68020功率放大器、光学实验台，矩形反射镜，扩束镜头，激光器，超声换能器等

实验内容:

超声加载实验系统的设计与构建，该燃烧系统包括燃烧系统、超声加载系统、烟气测量系统、光偏折测温系统、粒子图像测速系统五部分，将超声加载到燃烧火焰中，通过数码相机测量火焰的形态，采用烟气分析系统完成烟气组分的收集，基于光偏折层析测温技术和 PIV测速技术完成温度场以及速度场的测量，探究超声对火焰流场的影响规律。

实验过程

超声由超声系统发出，系统包括信号发生器、功率放大器(ATA-68020)以及超声换能器三部分。超声由信号发生器发射出电信号，发出的信号经过单通道的功率放大器进行放大，经过放大后的信号驱动不同频率的超声换能器，将电能转换成超声发射。

超声换能器由夹持器调节，可控制换能器的摆放位置，反射端为光学镜面。超声换能器与反射端之间的距离取10cm，固定不变，超声换能器与反射镜面位于火焰的左右两侧，其下端与空气管出口平齐，超声发射方向与火焰燃烧方向垂直，保证与从镜面反射端反射回的超声形成驻波，保证超声可作用在火焰上。

本实验主要研究超声对火焰燃烧特性和排放特性的影响，因此固定超声换能器和反射面的位置，避免因为位置的不同对火焰产生影响。信号发生器以及功率放大器搭配不同的换能器控制超声频率的变换。

实验结果:

通过加载超声的燃烧实验系统实现超声对火焰的作用，同时测量超声作用下的火焰形态、烟气组分分布、温度场以及速度场，火焰形态通过数码相机采集，烟气组分使用基于物质红外吸收特性的烟气测量系统测量，温度场通过基于光偏折层析测温技术的CT测温系统测量,速度使用基于粒子图像测速技术的PIV测速系统完成测量。基于此，研究设计了燃烧系统和测量系统。

实验中所用到的功率放大器ATA-68020：

本实验案例参考至知网论文《超声激励的甲烷/氨燃烧火焰及排放特性研究》

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