基于光學(xué)分光系統(tǒng)的tdlas氣體測溫檢測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于光學(xué)檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于光學(xué)分光系統(tǒng)的TDLAS氣體測溫檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)的發(fā)展，科技水平的進(jìn)步，社會生產(chǎn)過程中對產(chǎn)品檢測技術(shù)不斷提高，由原來的機(jī)械性質(zhì)的檢測手段逐步推進(jìn)到光電技術(shù)的檢測手段，其中氣體檢測為當(dāng)下最為前瞻性、具有市場價值的檢測手段，對氣體燃燒中的溫度及含量進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控測量，主要應(yīng)用于工業(yè)小型化生產(chǎn)、工程化設(shè)備的溫度檢測，如鋼鐵廠、焚燒廠、鍋爐廠等。原有的機(jī)械測量溫度設(shè)備指標(biāo)較低，精確度低，測量范圍小，已不能滿足工業(yè)化的高溫作業(yè)要求。而對于光電檢測技術(shù)，其激光檢測精度高，誤差小，系統(tǒng)搭建簡易，操作簡便，基本能夠滿足工業(yè)生產(chǎn)檢測需求，而針對TDLAS氣體測溫檢測的方案，目前仍未出現(xiàn)比較成熟的技術(shù)方案。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003](一 )要解決的技術(shù)問題
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是:如何提供一種基于光學(xué)分光系統(tǒng)的TDLAS氣體測溫檢測技術(shù)方案。
[0005]( 二 )技術(shù)方案
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種基于光學(xué)分光系統(tǒng)的TDLAS氣體測溫檢測裝置，所述裝置以燃燒氣體場為中心劃分為兩部分；位于燃燒氣體場一側(cè)的為光源發(fā)射端，位于燃燒氣體場另一側(cè)的為光源接收端；
[0007]所述光源發(fā)射端包括:電源、第一激光器2a、第二激光器2b、激光信號發(fā)生器3、激光信號調(diào)試器4、單模光纖13、光纖合束器5、光纖準(zhǔn)直器6 ;其中,所述第一激光器2a自帶有第一激光驅(qū)動器，所述第二激光器2b自帶有第二激光驅(qū)動器；
[0008]所述光源接收端包括:第一平凸透鏡8、光纖光柵9、第二平凹透鏡10a、第三平凹透鏡10b、第一光電探測器、第二光電探測器、第一光電轉(zhuǎn)換器I la、第二光電轉(zhuǎn)換器Ilb ；
[0009]所述第一激光器2a、第二激光器2b、激光信號發(fā)生器3、激光信號調(diào)試器4的電源線接口相互連接并統(tǒng)一連接至電源的供電接口電源線2 ;所述電源用于為所述第一激光器2a、第二激光器2b、激光信號發(fā)生器3、激光信號調(diào)試器4提供工作電源電壓；
[0010]所述激光信號發(fā)生器3分別連接第一激光驅(qū)動器、第二激光驅(qū)動器以及激光信號調(diào)試器4 ；
[0011 ] 所述單模光纖13分別連接第一激光器2a輸出端口、第二激光器2b輸出端口以及光纖合束器5輸入端口 ；
[0012]所述光纖準(zhǔn)直器6連接在光纖合束器5后端，經(jīng)光纖合束器5合束后的兩束光纖合成一束激光后，連接進(jìn)入光纖準(zhǔn)直器6前端，發(fā)出微小形變的激光束在光纖準(zhǔn)直器6中經(jīng)準(zhǔn)直透鏡的折射校正，在光纖準(zhǔn)直器6后端發(fā)出平行激光束；
[0013]所述第一平凸透鏡8位于燃燒氣體場中相對于光源發(fā)射端的另一側(cè)，位于光源接收端的前端，且處于所述光纖準(zhǔn)直器6的出射路徑上，第一平凸透鏡8中心位置與光纖準(zhǔn)直器6中心位置共軸；
[0014]所述光纖光柵9位于第一平凸透鏡8后端，且光纖光柵9表面處于第一平凸透鏡8的焦距位置處，與光軸成一定轉(zhuǎn)向角度，
[0015]所述第二平凹透鏡10a、第三平凹透鏡1b位于光纖光柵9分光一側(cè)，所述第二平凹透鏡10a、第三平凹透鏡1b各自設(shè)置于分開激光光束的光軸處，其位置與各自光軸中心對稱；所述第二平凹透鏡10a、第三平凹透鏡1b分別放置在光纖光柵9分出的各束不同波長的激光束光軸中心上，與各自對應(yīng)波長的激光束的光軸空間對準(zhǔn)連接，且各自中心對稱；
[0016]所述第一光電探測器連接第二平凹透鏡1a并處于其焦距處，同時第一光電探測器還連接第一光電轉(zhuǎn)換器Ila ;第二光電探測器連接第三平凹透鏡1b并處于其焦距處，同時第二光電探測器還連接第二光電轉(zhuǎn)換器Ilb ;所述第一光電探測器及第二光電探測器像敏元處于各自不同波長頻率的激光束的各自聚焦的光軸上。
[0017](三)有益效果
[0018]本實(shí)用新型技術(shù)方案提供一種基于光學(xué)分光系統(tǒng)的TDLAS氣體測溫檢測技術(shù)方案，其采用高能半導(dǎo)體可協(xié)調(diào)激光器作為工作光源，激光器在特定波動可變頻探測，探測范圍精確較寬，經(jīng)光纖準(zhǔn)直器射出平行光光后，穿過燃燒場光束經(jīng)透鏡聚集，利用光學(xué)光柵分光系統(tǒng)進(jìn)行精確的分光，該方案將分出的激光束經(jīng)透鏡折射聚焦，更能提高光信號的聚焦能量，然后檢測待測燃燒火焰場氣體的溫度。其中，光柵分光后波長單一性較好，像斑焦點(diǎn)能量較強(qiáng)，經(jīng)分光后二次聚焦后光信號能量無損失，對測量結(jié)果精確度高，散失能量較小，系統(tǒng)搭建簡易，操作簡便。適用于工業(yè)生產(chǎn)檢測。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型技術(shù)方案的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，
[0020]I:電源線；2a:第一激光器(帶激光驅(qū)動器);
[0021]2b:第二激光器(帶激光驅(qū)動器)；3:激光信號發(fā)生器；
[0022]4:激光信號調(diào)試器；5:激光合束器；6:光纖準(zhǔn)直器；
[0023]7:燃燒場氣體；8:第一平凸透鏡；9:光纖光柵；
[0024]1a:第一平凸透鏡；10b:第二平凸透鏡；
[0025]Ila:第一光電轉(zhuǎn)換器；llb:第二光電轉(zhuǎn)換器；
[0026]12:光電變換器信號轉(zhuǎn)換線；13:單模光纖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]為使本實(shí)用新型的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0028]為解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本實(shí)用新型提供一種基于光學(xué)分光系統(tǒng)的TDLAS氣體測溫檢測裝置，如圖1所示，所述裝置以燃燒氣體場為中心劃分為兩部分；位于燃燒氣體場一側(cè)的為光源發(fā)射端，位于燃燒氣體場另一側(cè)的為光源接收端；
[0029]所述光源發(fā)射端包括:電源、第一激光器2a、第二激光器2b、激光信號發(fā)生器3、激光信號調(diào)試器4、單模光纖13、光纖合束器5、光纖準(zhǔn)直器6 ;其中,所述第一激光器2a自帶有第一激光驅(qū)動器，所述第二激光器2b自帶有第二激光驅(qū)動器；
[0030]所述光源接收端包括:第一平凸透鏡8、光纖光柵9、第二平凹透鏡10a、第三平凹透鏡10b、第一光電探測器、第二光電探測器、第一光電轉(zhuǎn)換器I la、第二光電轉(zhuǎn)換器Ilb ；
[0031]所述第一激光器2a、第二激光器2b、激光信號發(fā)生器3、激光信號調(diào)試器4的電源線接口相互連接并統(tǒng)一連接至電源的供電接口電源線2 ;所述電源用于為所述第一激光器2a、第二激光器2b、激光信號發(fā)生器3、激光信號調(diào)試器4提供工作電源電壓；供電后，所述第一激光器2a、第二激光器2b、激光信號發(fā)生器3、激光信號調(diào)試器4開啟；
[0032]所述激光信號發(fā)生器3分別連接第一激光驅(qū)動器、第二激光驅(qū)動器以及激光信號調(diào)試器4 ；
[0033]所述激光信號發(fā)生器3用于根據(jù)激光器固有的波長、頻率屬性參數(shù)，匹配設(shè)定相對檢測氣體的激光頻率基準(zhǔn)值，生成初始激光信號發(fā)生指令，至第一激光驅(qū)動器及第二激光驅(qū)動器來驅(qū)動第一激光器2a及第二激光器2b生成初始激光束；
[0034]所述激光信號調(diào)試器4用于對基準(zhǔn)值附近的激光頻率及待測氣體需重點(diǎn)采集