MST编辑优选:全息成像技术在多相流领域的最新进展综述

文章介绍

黄建青，蔡伟伟，吴迎春，吴学成

通讯作者：

■  蔡伟伟，上海交通大学

本文围绕全息技术在多相流领域的应用这一主题，从以下几方面总结并评述了近二十年来的研究进展：

1. 在光路搭建方面，将全息成像技术和其他光学测量技术，如层析成像、拉曼散射、米氏散射、比色法测温（见图一）等，集成在同一套系统里，是该技术近年来的一个重要发展趋势，可提高测量精度或同步获得待测目标场的更多信息。
2. 在图像后处理方面，更多全息重建算法和自动聚焦算法被提出（见表一），其中，数据驱动的算法（以深度学习为代表）表现出明显优于传统算法的计算效率，有望实现多相流场的在线诊断和实时调控。
3. 在应用方面，全息技术已被用于极端环境下的颗粒场测量，如固体火箭推进剂的燃烧，金属粉末或煤粉的燃烧，以及超声速流场。

最后，本文也针对记录距离、颗粒浓度、火焰干扰等关键问题进行了详细讨论，为在实际应用中开展全息实验提供了重要 的参考价值。

多相流场广泛存在于各类生产生活场景中，如电站煤粉燃烧，发动机燃油喷雾等，多物理化学过程及多相物质相互作用的耦合，使得多相流场的研究充满挑战。通过非接触式的光学测试技术，表征多相流场中粒子（如固体颗粒，液滴，气泡等）的形貌及运动特性，对研究粒子间的相互作用具有重要意义。数字全息成像技术在这方面具有独特优势：1）可显著拓展景深；2）同步获得目标光场的振幅和相位；3）多参数同步测量（如粒子形貌，粒径，三维分布，三维速度等），因此，全息技术广泛应用于各类多相流场。本篇综述将系统地介绍全息技术在光路和算法方面的最新进展，及在液滴，喷雾，推进剂燃烧，煤粉燃烧等领域的应用情况。

作者介绍

Measurement Science and Technology（MST）涵盖整个测量科学和传感器技术的理论、实践和应用，包括：精密测量和计量学；传感器和传感器系统；光学和激光技术；流体；成像；光谱学；材料和材料加工；生物、医学和生命科学；环境和大气；新型仪器系统和组件。MST还出版专题综述和特刊。