一种长脉冲LIBS-Raman-LIF多光谱联合原位探测系统及其探测方法技术方案

本发明专利技术提供了一种长脉冲LIBS

【技术实现步骤摘要】
一种长脉冲LIBS
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Raman
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LIF多光谱联合原位探测系统及其探测方法


[0001]本专利技术属于航空航天及激光光谱
，具体涉及一种长脉冲LIBS
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Raman
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LIF多光谱联合原位探测系统及其探测方法。

技术介绍

[0002]近年来，中国的航天技术在不断发展，固体火箭发动机技术因其结构简单、可靠性高及成本低等优点，被广泛用作导弹武器的主要动力装置，故固体发动机的不断升级也受到越来越多的关注。主燃烧室是航天发动机的核心部件之一，发动机的可靠性和寿命在很大程度上取决于燃烧室的可靠性和有效程度。通过固体推进剂的燃烧实现发动机能量转换，但转换过程复杂，常伴随着不稳定燃烧问题。其中，燃烧过程中的组分信息是目前发动机试验极为关心的关键参数之一。在线检测燃烧场气流主要组分浓度，分析确定补氧后来流气体中的各组分的含量，对于固体火箭发动机性能评估及固体推进剂改良等有着关键意义。然而发动机燃烧过程高度动态变化，且对周围环境震荡干扰较大，目前尚缺乏针对燃烧场组分在线、非接触检测的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种长脉冲LIBS
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Raman
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LIF多光谱联合原位探测系统，其特征在于，包括工作舱，所述工作舱(20)内设置全固态长脉冲激光器(1)、LIBS
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Raman
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LIF前置光路(2)、LIBS光谱仪(3)、Raman
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LIF光谱仪(4)和电子控制系统(5)，所述全固态长脉冲激光器(1)为激发光源，单脉冲全固态长脉冲激光器(1)发出的激光通过LIBS
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Raman
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LIF前置光路(2)后聚焦于燃烧流场火焰中，所述全固态长脉冲激光器(1)、LIBS
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Raman
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LIF前置光路(2)、LIBS光谱仪(3)、Raman
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LIF光谱仪(4)均电连接在电子控制系统(5)上，所述LIBS
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Raman
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LIF前置光路(2)包括激光分束镜(6)、LIBS前置光路(2
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1)和Raman
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LIF前置光路(2
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2)，所述LIBS前置光路(2
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1)和Raman
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LIF前置光路(2
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2)共用一个激光分束镜(6)，所述激光分束镜与入射光线之间的夹角为45
°
，所述工作舱(20)的前端分别设置LIBS聚焦视窗(21
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1)和Raman
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LIF聚焦视窗(21
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2)，所述LIBS聚焦视窗(21
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1)和LIBS前置光路(2
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1)对应设置，Raman
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LIF聚焦视窗(21
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2)与Raman
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LIF前置光路(2
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2)对应设置。2.根据权利要求1所述的一种长脉冲LIBS
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Raman
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LIF多光谱联合原位探测系统，其特征在于，所述LIBS前置光路(2
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1)包括第一长波通二向色镜(7)、第一凹透镜(8)和第一双透镜组合(10)，第一长波通二向色镜(7)、第一凹透镜(8)和第一双透镜组合(10)沿激光行进方向从左至右依次设置在激光分束镜(6)的右侧，第一长波通二向色镜(7)与激光分束镜(6)平行设置，第一长波通二向色镜(7)的上方平行设置有宽带反射镜(11)，宽带反射镜(11)的左侧设置第一光纤耦合透镜(12)，第一光纤耦合透镜(12)将信号光耦合至光纤并传输到LIBS光谱仪(3)，所述第一长波通二向色镜(7)的截止波长为900nm。3.根据权利要求2所述的一种长脉冲LIBS
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Raman
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LIF多光谱联合原位探测系统，其特征在于，所述Raman
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LIF前置光路(2
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2)包括第二长波通二向色镜(14)、第二凹透镜(15)和第二双透镜组合(17)，所述第二长波通二向色镜(14)平行设置在激光分束镜(6)的下方，且第二长波通二向色镜(14)和激光分束镜(6)之间设置二倍频晶体(13)，第二凹透镜(15)和第二双透镜组合(17)依次设置在第二长波通二向色镜(14)的右侧，第二长波通二向色镜(14)的左侧依次设置长通滤波片(18)和第二光纤耦合透镜(19)，第二光纤耦合透镜(19)将光信号耦合至光纤并传输到Raman
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LIF光谱仪(4)，所述第二长波通二向色镜(14)的截止波长为535nm。4.根据权利要求1所述的一种长脉冲LIBS
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Raman
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LIF多光谱联合原位探测系统，其特征在于，所述电子控制系统(5)包括控制模块、供电模块和通讯模块，所述供电模块和通讯模块均电连接在控制模块上。5.根据权利要求3所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李楠，张嘉旭，班德越，郑永秋，薛晨阳，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：