本实用新型专利技术属于光学检测技术领域，具体涉及一种基于光学分光系统的TDLAS气体测温检测装置。该方案采用高能半导体可协调激光器作为工作光源，激光器在特定波动可变频探测，探测范围精确较宽，经光纤准直器射出平行光光后，穿过燃烧场光束经透镜聚集，利用光学光栅分光系统进行精确的分光，该方案将分出的激光束经透镜折射聚焦，更能提高光信号的聚焦能量，然后检测待测燃烧火焰场气体的温度。其中，光栅分光后波长单一性较好，像斑焦点能量较强，经分光后二次聚焦后光信号能量无损失，对测量结果精确度高，散失能量较小，系统搭建简易，操作简便。适用于工业生产检测。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于光学检测
，具体涉及一种基于光学分光系统的TDLAS气体测温检测装置。
技术介绍
随着科学的发展，科技水平的进步，社会生产过程中对产品检测技术不断提高，由原来的机械性质的检测手段逐步推进到光电技术的检测手段，其中气体检测为当下最为前瞻性、具有市场价值的检测手段，对气体燃烧中的温度及含量进行实时监控测量，主要应用于工业小型化生产、工程化设备的温度检测，如钢铁厂、焚烧厂、锅炉厂等。原有的机械测量温度设备指标较低，精确度低，测量范围小，已不能满足工业化的高温作业要求。而对于光电检测技术，其激光检测精度高，误差小，系统搭建简易，操作简便，基本能够满足工业生产检测需求，而针对TDLAS气体测温检测的方案，目前仍未出现比较成熟的技术方案。
技术实现思路
(一 )要解决的技术问题本技术要解决的技术问题是:如何提供一种基于光学分光系统的TDLAS气体测温检测技术方案。( 二 )技术方案为解决上述技术问题，本技术提供一种基于光学分光系统的TDLAS气体测温检测装置，所述装置以燃烧气体场为中心划分为两部分；位于燃烧气体场一侧的为光源发射端，位于燃烧气体场另一侧的为光源接收端；所述光源发射端包括:电源、第一激光器2a、第二激光器2b、激光信号发生器3、激光信号调试器4、单模光纤13、光纤合束器5、光纤准直器6 ;其中,所述第一激光器2a自带有第一激光驱动器，所述第二激光器2b自带有第二激光驱动器；所述光源接收端包括:第一平凸透镜8、光纤光栅9、第二平凹透镜10a、第三平凹透镜10b、第一光电探测器、第二光电探测器、第一光电转换器I la、第二光电转换器Ilb ；所述第一激光器2a、第二激光器2b、激光信号发生器3、激光信号调试器4的电源线接口相互连接并统一连接至电源的供电接口电源线2 ;所述电源用于为所述第一激光器2a、第二激光器2b、激光信号发生器3、激光信号调试器4提供工作电源电压；所述激光信号发生器3分别连接第一激光驱动器、第二激光驱动器以及激光信号调试器4 ； 所述单模光纤13分别连接第一激光器2a输出端口、第二激光器2b输出端口以及光纤合束器5输入端口 ；所述光纤准直器6连接在光纤合束器5后端，经光纤合束器5合束后的两束光纤合成一束激光后，连接进入光纤准直器6前端，发出微小形变的激光束在光纤准直器6中经准直透镜的折射校正，在光纤准直器6后端发出平行激光束；所述第一平凸透镜8位于燃烧气体场中相对于光源发射端的另一侧，位于光源接收端的前端，且处于所述光纤准直器6的出射路径上，第一平凸透镜8中心位置与光纤准直器6中心位置共轴；所述光纤光栅9位于第一平凸透镜8后端，且光纤光栅9表面处于第一平凸透镜8的焦距位置处，与光轴成一定转向角度，所述第二平凹透镜10a、第三平凹透镜1b位于光纤光栅9分光一侧，所述第二平凹透镜10a、第三平凹透镜1b各自设置于分开激光光束的光轴处，其位置与各自光轴中心对称；所述第二平凹透镜10a、第三平凹透镜1b分别放置在光纤光栅9分出的各束不同波长的激光束光轴中心上，与各自对应波长的激光束的光轴空间对准连接，且各自中心对称；所述第一光电探测器连接第二平凹透镜1a并处于其焦距处，同时第一光电探测器还连接第一光电转换器Ila ;第二光电探测器连接第三平凹透镜1b并处于其焦距处，同时第二光电探测器还连接第二光电转换器Ilb ;所述第一光电探测器及第二光电探测器像敏元处于各自不同波长频率的激光束的各自聚焦的光轴上。(三)有益效果本技术技术方案提供一种基于光学分光系统的TDLAS气体测温检测技术方案，其采用高能半导体可协调激光器作为工作光源，激光器在特定波动可变频探测，探测范围精确较宽，经光纤准直器射出平行光光后，穿过燃烧场光束经透镜聚集，利用光学光栅分光系统进行精确的分光，该方案将分出的激光束经透镜折射聚焦，更能提高光信号的聚焦能量，然后检测待测燃烧火焰场气体的温度。其中，光栅分光后波长单一性较好，像斑焦点能量较强，经分光后二次聚焦后光信号能量无损失，对测量结果精确度高，散失能量较小，系统搭建简易，操作简便。适用于工业生产检测。【附图说明】图1为本技术技术方案的结构示意图。图中，I:电源线；2a:第一激光器(带激光驱动器);2b:第二激光器(带激光驱动器)；3:激光信号发生器；4:激光信号调试器；5:激光合束器；6:光纤准直器；7:燃烧场气体；8:第一平凸透镜；9:光纤光栅；1a:第一平凸透镜；10b:第二平凸透镜；Ila:第一光电转换器；llb:第二光电转换器；12:光电变换器信号转换线；13:单模光纤。【具体实施方式】为使本技术的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本技术的【具体实施方式】作进一步详细描述。为解决现有技术的问题，本技术提供一种基于光学分光系统的TDLAS气体测温检测装置，如图1所示，所述装置以燃烧气体场为中心划分为两部分；位于燃烧气体场一侧的为光源发射端，位于燃烧气体场另一侧的为光源接收端；所述光源发射端包括:电源、第一激光器2a、第二激光器2b、激光信号发生器3、激光信号调试器4、单模光纤13、光纤合束器5、光纤准直器6 ;其中,所述第一激光器2a自带有第一激光驱动器，所述第二激光器2b自带有第二激光驱动器；所述光源接收端包括:第一平凸透镜8、光纤光栅9、第二平凹透镜10a、第三平凹透镜10b、第一光电探测器、第二光电探测器、第一光电转换器I la、第二光电转换器Ilb ；所述第一激光器2a、第二激光器2b、激光信号发生器3、激光信号调试器4的电源线接口相互连接并统一连接至电源的供电接口电源线2 ;所述电源用于为所述第一激光器2a、第二激光器2b、激光信号发生器3、激光信号调试器4提供工作电源电压；供电后，所述第一激光器2a、第二激光器2b、激光信号发生器3、激光信号调试器4开启；所述激光信号发生器3分别连接第一激光驱动器、第二激光驱动器以及激光信号调试器4 ；所述激光信号发生器3用于根据激光器固有的波长、频率属性参数，匹配设定相对检测气体的激光频率基准值，生成初始激光信号发生指令，至第一激光驱动器及第二激光驱动器来驱动第一激光器2a及第二激光器2b生成初始激光束；所述激光信号调试器4用于对基准值附近的激光频率及待测气体需重点采集当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于光学分光系统的TDLAS气体测温检测装置，其特征在于，所述装置以燃烧气体场为中心划分为两部分；位于燃烧气体场一侧的为光源发射端，位于燃烧气体场另一侧的为光源接收端；所述光源发射端包括：电源、第一激光器(2a)、第二激光器(2b)、激光信号发生器(3)、激光信号调试器(4)、单模光纤(13)、光纤合束器(5)、光纤准直器(6)；其中，所述第一激光器(2a)自带有第一激光驱动器，所述第二激光器(2b)自带有第二激光驱动器；所述光源接收端包括：第一平凸透镜(8)、光纤光栅(9)、第二平凹透镜(10a)、第三平凹透镜(10b)、第一光电探测器、第二光电探测器、第一光电转换器(11a)、第二光电转换器(11b)；所述第一激光器(2a)、第二激光器(2b)、激光信号发生器(3)、激光信号调试器(4)的电源线接口相互连接并统一连接至电源的供电接口电源线(2)；所述电源用于为所述第一激光器(2a)、第二激光器(2b)、激光信号发生器(3)、激光信号调试器(4)提供工作电源电压；所述激光信号发生器(3)分别连接第一激光驱动器、第二激光驱动器以及激光信号调试器(4)；所述单模光纤(13)分别连接第一激光器(2a)输出端口、第二激光器(2b)输出端口以及光纤合束器(5)输入端口；所述光纤准直器(6)连接在光纤合束器(5)后端，经光纤合束器(5)合束后的两束光纤合成一束激光后，连接进入光纤准直器(6)前端，发出微小形变的激光束在光纤准直器(6)中经准直透镜的折射校正，在光纤准直器(6)后端发出平行激光束；所述第一平凸透镜(8)位于燃烧气体场中相对于光源发射端的另一侧，位于光源接收端的前端，且处于所述光纤准直器(6)的出射路径上，第一平凸透镜(8)中心位置与光纤准直器(6)中心位置共轴；所述光纤光栅(9)位于第一平凸透镜(8)后端，且光纤光栅(9)表面处于第一平凸透镜(8)的焦距位置处，与光轴成一定转向角度，所述第二平凹透镜(10a)、第三平凹透镜(10b)位于光纤光栅(9)分光一侧，所述第二平凹透镜(10a)、第三平凹透镜(10b)各自设置于分开激光光束的光轴处，其位置与各自光轴中心对称；所述第二平凹透镜(10a)、第三平凹透镜(10b)分别放置在光纤光栅(9)分出的各束不同波长的激光束光轴中心上，与各自对应波长的激光束的光轴空间对准连接，且各自中心对称；所述第一光电探测器连接第二平凹透镜(10a)并处于其焦距处，同时第一光电探测器还连接第一光电转换器(11a)；第二光电探测器连接第三平凹透镜(10b)并处于其焦距处，同时第二光电探测器还连接第二光电转换器(11b)；所述第一光电探测器及第二光电探测器像敏元处于各自不同波长频率的激光束的各自聚焦的光轴上。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李鑫，周涛，贾晓东，
申请(专利权)人：中国航天科工集团第三研究院第八三五八研究所，
类型：新型
国别省市：天津;12
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