本发明专利技术属于光学检测技术领域，具体涉及一种基于扩束聚焦系统的TDLAS气体测温检测装置。该装置由电源与激光器、激光驱动器、激光信号发生器、激光信号调试器相互连接，激光发出光经单模光纤传输，两束激光合成一束光经光纤准直器平行后在经扩束镜筒扩束后射出，检测外界燃烧中气体温度后射出的光经平凸透镜聚集到积分球及光电探测器后光信号转变电信号，仪器装置后端信号传输线连接计算机并处理相关信号图像计算其温度值。本发明专利技术测量结果精确度较好，操作简便，安装测试简易，适用于检测室内外燃烧区域略小或小型工业化火焰燃烧场，对测量燃烧场提供温度数据支持。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光学检测
，具体涉及一种基于扩束聚焦系统的TDLAS气体测温检测装置。
技术介绍
随着科学的发展，社会的进步，社会生产过程中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言具有社会市场的检测手段，对气体燃烧中的温度及含量进行实时监控测量，主要应用于小型工程化燃烧设备的温度检测。原有的机械测量温度设备指标较低，精确度低，测量范围小，基本不能满足工业化的高温作业要求。对于光电检测技术，激光检测精度高，误差小，装置设计调试简易，操作简便，维护周期较长，基本满足工业生产检测需求。
技术实现思路
(一 )要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是:如何提供一种基于扩束聚焦系统的TDLAS气体测温检测装置。( 二)技术方案为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于扩束聚焦系统的TDLAS气体测温检测装置，所述测温检测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；且，燃烧气体场空间由耐高温玻璃14形成，且其上设有燃烧检测口 8 ;所述光源发射端包括:电源、第一激光器2a、第二激光器2b、激光信号调试器3、激光信号发生器4、单模光纤13、激光合束器5、光纤准直器6、激光扩束镜筒7 ;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:平凸透镜9、积分球11、第一光电探测器、第二光电探测器、第一光电转换器10a、第二光电转换器10b、光电变换器信号转换线12 ;所述第一激光器2a、第二激光器2b、激光信号发生器4、激光信号调试器3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I ;所述激光信号发生器4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3 ;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输出端口以及激光合束器5输入端口 ；所述激光合束器5输入端口分别连接第一激光器2a及第二激光器2b各自传输的单模光纤13 ;所述光纤准直器6连接在激光合束器5后端输出端；激光扩束镜筒7连接在光纤准直器6后端输出端；所述平凸透镜9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，且处于所述激光扩束镜筒7的出射路径上，平凸透镜9中心位置与激光扩束镜筒7中心位置共轴；所述积分球11位于平凸透镜9后端，且平凸透镜9焦距位置在积分球11入光孔径中；积分球11内部有一进光口及两路出光口，根据所述第一激光器2a及第二激光器2b的激光波长不同进行滤光片分光，使得由一束光经积分球11滤光片进行分光，分出各自频率光有出光口各自打出；在积分球11两个出光口处各自设置有光电探测器，分为第一光电探测器及第二光电探测器，第一光电探测器连接第一光电转换器10a，第二光电探测器连接第二光电转换器1b ;且第一光电转换器1a响应波段与第一激光器2a工作波段相匹配，第二光电转换器1b响应波段与第二激光器2b工作波段相匹配，第一光电转换器1a和第二光电转换器1b后端通过光电变换器信号转换线12连接计算机；其中，所述光纤准直器6发出的激光束、平凸透镜9、积分球11入光口径三者在同一光轴各自中心对称。(三)有益效果与现有技术相比较，本专利技术提供的基于扩束聚焦系统的TDLAS气体测温检测装置，装置内部采用高能半导体可协调激光器作为工作光源，利用光学光线扩束与透镜聚焦原理，检测待测燃烧气体的温度，测量精确度高，设备调试简易，操作简便。本专利技术的有益效果: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，光束聚集性较好。测量结果精确度高，散失能量较小，装置搭建简易、操作简便、携带方便，适用于小型工程化燃烧设备的温度检测。【附图说明】图1为本专利技术的结构示意图。图2为本专利技术外形图。图中:1-电源线；2a_第一激光器(自带第一激光驱动器)；2b_第二激光器(自带第二激光驱动器)；3_激光信号调试器；4_激光信号发生器；5_激光合束器；6_光纤准直器；7_激光扩束镜筒；8_燃烧检测口 ；9_平凸透镜；1a-第一光电转换器；1b-第二光电转换器；11-积分球；12-光电变换器信号转换线；13-单模光纤；14-耐高温玻璃；15_外壳。【具体实施方式】为使本专利技术的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本专利技术的【具体实施方式】作进一步详细描述。为解决现有技术的问题，本专利技术提供一种基于扩束聚焦系统的TDLAS气体测温检测装置，如图1及图2所示，所述测温检测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；且，燃烧气体场空间由耐高温玻璃14形成，且其上设有燃烧检测口 8 ;所述光源发射端包括:电源、第一激光器2a、第二激光器2b、激光信号调试器3、激光信号发生器4、单模光纤13、激光合束器5、光纤准直器6、激光扩束镜筒7 ;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:平凸透镜9、积分球11、第一光电探测器、第二光电探测器、第一光电转换器10a、第二光电转换器10b、光电变换器信号转换线12 ;所述第一激光器2a、第二激光器2b、激光信号发生器4、激光信号调试器3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I ;所述激光信号发生器4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3 ;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输出端口以及激光合束器5输入端口 ；所述激光合束器5输入端口分别连接第一激光器2a及第二激光器2b各自传输的单模光纤13 ;所述光纤准直器6连接在激光合束器5后端输出端；激光扩束镜筒7连接在光纤准直器6后端输出端；所述平凸透镜9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，且处于所述激光扩束镜筒7的出射路径上，平凸透镜9中心位置与激光扩束镜筒7中心位置共轴；所述积分球11位于平凸透镜9后端，且平凸透镜9焦距位置在积分球11入光孔径中，目的是确保所有激光束经聚焦后全部进入积分球11 ;积分球11内部有一进光口及两路出光口，根据所述第一激光器2a及第二激光器2b的激光波长不同进行滤光片分光，使得由一束光经积分球11滤光片进行分光，分出各自频率光有出光口各自打出；在积分球11两个出光口处各自设置有光电探测器，分为第一光电探测器及第二光电探测器，第一光电探测器连接第一光电转换器10a，第二光电探测器连接第二光电转换器1b ;且第一光电转换器1a响应波段与第一激光器2a主要工作波段相匹配，第二光电转换器1b响应波段与第二激光器2b主要工作波段相匹配，第一光电转换器1a和第二光电转换器1b后端通过光电变换器信号转换线12连接计算机，并实时在计算机中传输转换电信号图像；其中，所述光纤准直器6发出的激光束、平凸透镜9、积分球11入光口径三者在同一光轴各自中心对称，目的保障光路系统稳定光信号不失真；工作过程中，装置内部电源为整体检测设备提供电压，在供电的基础上打开含激光驱动器的激光器、激光信号调试器及激光信号发生器，其中激光信号发生本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于扩束聚焦系统的TDLAS气体测温检测装置，其特征在于，所述测温检测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；且，燃烧气体场空间由耐高温玻璃(14)形成，且其上设有燃烧检测口(8)；所述光源发射端包括：电源、第一激光器(2a)、第二激光器(2b)、激光信号调试器(3)、激光信号发生器(4)、单模光纤(13)、激光合束器(5)、光纤准直器(6)、激光扩束镜筒(7)；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：平凸透镜(9)、积分球(11)、第一光电探测器、第二光电探测器、第一光电转换器(10a)、第二光电转换器(10b)、光电变换器信号转换线(12)；所述第一激光器(2a)、第二激光器(2b)、激光信号发生器(4)、激光信号调试器(3)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(1)；所述激光信号发生器(4)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(3)；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)输出端口以及激光合束器(5)输入端口；所述激光合束器(5)输入端口分别连接第一激光器(2a)及第二激光器(2b)各自传输的单模光纤(13)；所述光纤准直器(6)连接在激光合束器(5)后端输出端；激光扩束镜筒(7)连接在光纤准直器(6)后端输出端；所述平凸透镜(9)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，且处于所述激光扩束镜筒(7)的出射路径上，平凸透镜(9)中心位置与激光扩束镜筒(7)中心位置共轴；所述积分球(11)位于平凸透镜(9)后端，且平凸透镜(9)焦距位置在积分球(11)入光孔径中；积分球(11)内部有一进光口及两路出光口，根据所述第一激光器(2a)及第二激光器(2b)的激光波长不同进行滤光片分光，使得由一束光经积分球(11)滤光片进行分光，分出各自频率光有出光口各自打出；在积分球(11)两个出光口处各自设置有光电探测器，分为第一光电探测器及第二光电探测器，第一光电探测器连接第一光电转换器(10a)，第二光电探测器连接第二光电转换器(10b)；且第一光电转换器(10a)响应波段与第一激光器(2a)工作波段相匹配，第二光电转换器(10b)响应波段与第二激光器(2b)工作波段相匹配，第一光电转换器(10a)和第二光电转换器(10b)后端通过光电变换器信号转换线(12)连接计算机；其中，所述光纤准直器(6)发出的激光束、平凸透镜(9)、积分球(11)入光口径三者在同一光轴各自中心对称。...
【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：天津津航技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：天津;12
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