隨著航天邁向可重復利用與深空探測時代，傳統推進劑局限性凸顯：液氧煤油易積碳阻礙復用，液氫儲存成本過高。甲烷因低積碳、低成本等優勢脫穎而出，成為SpaceX“猛禽”、中國“天鵲”等發動機燃料的核心選擇。

甲烷火焰的燃燒特性（如速度、溫度、穩定性、污染物生產等）受壓力及金屬添加劑影響，并直接反映在其發射光譜中。該光譜由多個不連續的特征譜線構成：其中自由基的譜線集中在紫外-可見光區；但其燃燒產物CO、CO?和H?O的譜線更多在紅外區域。

因此，在燃燒診斷研究中，要清晰捕捉甲烷火焰的圖像輪廓，必須借助在近紅外波段兼具高量子效率與優異噪聲控制能力的專業sCMOS相機。

02實驗過程

圖 | 目標火焰位置

本實驗采用兩臺深視智能背照式高靈敏度sCMOS相機（Solis系列），通過分光棱鏡與光纖束傳輸成像，比較火焰在850nm與890nm兩個近紅外特定波長下的輻射亮度信息，分析不同壓力、摻雜金屬粒子條件下可燃物燃燒時的火焰三維特性。

圖 | 實驗現場架設

實驗通過拍攝不同壓力（0.4atm、1.0atm、1.5atm三種壓力）、純甲烷與摻雜金屬粒子狀態下的甲烷燃燒圖像，一方面分析金屬粒子對燃燒特性的影響，另一方面為火焰三維重建提供可量化的數據支撐。

03實驗結果及分析

實驗結果清晰揭示：壓力升高使火焰反應加劇（氣體分子碰撞頻率增加，燃燒反應速率會加快）、厚度減薄。對比低壓（0.4atm）的平緩燃燒，高壓（1.5atm）工況下火焰更為劇烈明亮。而金屬粒子的摻雜，則通過催化效應進一步提升了火焰亮度、銳化了邊緣輪廓。

實驗充分驗證，深視智能Solis系列背照式sCMOS相機在近紅外波段均擁有優異的響應效率，能夠全面滿足不同燃燒診斷場景的苛刻需求。

高靈敏度之選：Solis B518搭載18μm超大像元，其近紅外靈敏度尤為突出（在850nm和890nm波段的靈敏度分別可達常規6.5μm像元相機的5倍與10倍），并具備0.45e-的超低讀出噪聲，信噪比表現優異。

高分辨率之選：Solis B0465搭載2048×2048分辨率、6.5μm像元的背照式傳感器，可見光量子效率＞95%，紫外區＞50%，能解析火焰的精細微觀結構。

04應用前景與意義

深視智能Solis系列sCMOS相機的意義，在于為下一代動力與能源系統研發提供前所未有的“視覺”洞察。其超高近紅外靈敏度與極低噪聲特性，能將甲烷-金屬粒子火焰中“看不見”的輻射特征，轉化為可定量分析的高清圖像，從而將應用前景拓展至：

液體火箭發動機燃燒穩定性研究與優化

低碳/零碳新型推進劑的燃燒特性解析

高溫燃燒過程的非接觸式診斷與智能控制

極端條件下的瞬態過程精準捕捉

若您在相關燃燒測試中面臨類似技術難題，歡迎聯系深視智能團隊，我們將提供針對性選型建議與免費樣機試用，讓火焰的每一處細節都清晰可辨，為您的研究與工程應用賦能增效。