基于扩束聚焦系统的TDLAS气体测温检测装置

摘要

本发明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。

主权项

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。