近日，第41届国际燃烧学会议（The 41st International Symposium on Combustion，ISOC 2026）在日本京都召开。作为燃烧科学领域规模最大、影响力最广的国际学术会议之一，ISOC长期聚焦燃烧基础理论、反应动力学、湍流燃烧、低碳能源及先进燃烧诊断技术等方向。

图1-ISOC 2026会议Revealer展台现场

随着“双碳”目标推动能源动力系统向低碳化转型，氨燃料、氢燃料以及多组分替代燃料燃烧研究逐渐成为国际燃烧领域的重要方向。此背景下，燃烧实验研究正由传统温度、压力等宏观参数测量，进一步发展至针对火焰结构、自由基分布以及瞬态反应过程的高时空分辨率诊断。高速成像技术凭借微秒级时间解析能力，成为揭示燃烧动力学机制的实验工具。

NEO25(UV)高速摄像机：兼顾高速响应与深紫外弱辐射探测

燃烧本质是复杂的化学反应与流体运动耦合过程，其中OH*、CH*、NO*、NH₂*等活性自由基辐射信号直接反映反应区域结构及化学演化过程。

然而对于深紫外波段自由基辐射而言，由于信号强度弱、光子数量有限，同时受到空气吸收和光学透过率影响，传统高速成像设备往往难以兼顾灵敏度与时间分辨率。

千眼狼（Revealer）NEO25(UV)高速摄像机针对弱光与紫外燃烧诊断进行了光谱响应优化。设备采用20 μm大像元背照式CMOS传感器，满幅分辨率1280×1024，满幅采集速度可达25,000 fps，光谱响应范围覆盖200~1100 nm。其紫外版量子效率曲线在深紫外区仍保持较高响应，产品资料显示，250 nm附件量子效率可达约60%，从而为NO*、OH*等弱紫外辐射信号的高速探测提供了基础。

图2-NEO25(UV)高速摄像机紫外版量子效率曲线。相较常规可见光高速成像器件，其光谱响应向200 nm附近延伸，在250 nm附近仍具有约60%的量子效率，可用于深紫外弱辐射燃烧诊断

具体系统配置上，Revealer NEO25(UV)可与紫外专用镜头、窄带滤光片及像增强器组成多波段燃烧成像平台。针对信号极弱的NO* 228 nm辐射，需要通过像增强器进行光电倍增；对于OH* 310 nm波段，可根据目标时间分辨率选择直接成像或增强成像；在CH* 430 nm及NH₂* 632 nm等信号相对较强的波段，则可在不配置像增强器的条件下进行千帧级连续观测。Revealer成像系统可依据不同自由基辐射强度实施分级配置，而不是对所有波段采用完全相同的帧率、曝光和增益参数。

高速紫外成像揭示甲烷/氨气混合燃烧自由基演化过程

在清华大学一项针对低碳燃料燃烧过程中的自由基演化规律实验研究中，研究团队基于Revealer NEO25(UV)高速摄像机构建多波段紫外成像系统，对甲烷/氨气/氧气混合燃烧火焰进行了时空分辨观测。

实验结果显示，不同自由基辐射对应不同燃烧区域特征：

在228 nm波段，NO*辐射信号极弱，实验需要结合像增强器提升光子信号，实现百帧级火焰结构观测（图3）。结果表明，该波段成像主要受到光子统计限制，而非高速摄像机读出能力限制。

图3 甲烷+氨气燃烧 228 nm-100 fps-100mm/F2.0光圈（接像增强器）

在310 nm波段，OH*辐射能够反映主反应区域结构。无像增强器条件下，可在100 fps获得清晰火焰轮廓（图4）。通过像增强器辅助，NEO25(UV)可实现1000 fps条件下连续火焰结构捕捉，观察到火焰前缘波动以及剪切层不稳定性演化（图5）。

图4 甲烷+氨气燃烧 310 nm-100 fps-8000 μs曝光-100mm/F2.0光圈（无像增强器）

图5 甲烷+氨气燃烧 310 nm-1000 fps-最大曝光-100 mm/F2.0光圈（接像增强器）

在430 nm波段，CH*信号强度进一步提升，无需像增强器即可实现1000 fps高速成像，可清晰观察火焰前缘弯曲、局部卷吸以及燃烧传播界面变化（图6）。

图6甲烷+氨气燃烧 430 nm-1000 fps-最大曝光-100 mm/F2.0光圈（无像增强器）

在632 nm波段，NH₂*辐射处于可见光范围，信号强度较高，NEO25(UV)无需增强器即可稳定完成高速观测，可用于分析氨燃烧过程中中间产物扩散及后续反应过程（图7）。

图7 甲烷+氨气燃烧 632 nm-1000 fps-最大曝光-100 mm/F2.0光圈（无像增强器）

该实验验证了高速紫外成像技术在复杂燃料燃烧研究中的应用潜力：通过多波段选择性探测，可以从整体火焰形态进一步深入到自由基空间分布和反应路径分析。

高速成像推动燃烧研究由“现象观察”走向“机理解析”

随着先进燃料体系不断发展，燃烧研究面对的问题已从“火焰是否稳定燃烧”转向“反应过程中关键自由基如何生成、输运与演化”。

千眼狼（Revealer）在ISOC 2026期间展示的以NEO25(UV)为核心的“高速摄像机-紫外光学-窄带滤波-像增强器”成像方案，使研究人员能够直接捕获弱辐射自由基信号，为低碳燃料燃烧机理研究提供新的实验路径。