在发动机工作过程中,燃料与空气的混合比分布决定发动机的点火性能、火焰稳定性以及有害尾气排放等问题,而这在发动机设计中起到关键作用。而发动机一般都是扩散燃烧。因此,本文利用高精度的光学诊断技术——示踪平面激光诱导荧光(PLIF)技术对扩散流场中气流混合比定量分布特性进行了测量。获得了静态空气和动态空气下的定量气流混合比分布。对甲醛、甲苯、NO和丙酮等常用的示踪粒子作了比较分析,在常温常压下,根据PLIF技术对示踪粒子的实验要求,选择出了丙酮作为气流混合比测量实验的理想示踪剂。同时根据已知的丙酮PLIF荧光强度表达式,分析了影响荧光强度的相关因素。根据荧光强度表达式的简化,提出了定量测量气流混合比的实验方案。同时,根据提出的实验方案要求,设计了一套可温控的丙酮加注系统,实现了丙酮摩尔分数的定量配比。丙酮摩尔分数定标实验,是定量测量气流混合比的基础。为了获得高信噪比图片,对丙酮的荧光寿命进行了测量,得到丙酮荧光寿命为6ns,并且确定了实验各组成部分之间的时间延迟和门宽。然后,通过实验,获得了丙酮荧光信号强度与激光能量成线性关系。当激光能量为1m J时,最适合流场测量实验。最后,利用平焰燃烧器对进行了丙酮摩尔分数定标实验,获得丙酮荧光信号强度与丙酮摩尔分数之间的函数关系。对扩散流场的气流混合比分布特性进行了定量测量。当空气射流速度为零时,气流混合比仅受燃料射流扩散作用影响,随着燃料射流速度的增加,气流混合作用减弱;当空气射流速度不为零时,气流混合比除了受到燃料射流扩散作用外,还与射流间相互扰动有关。当空气射流速度较小时,对燃料射流混合比影响较小。增大空气射流速度,射流之间的扰动增加,气流混合作用增强。