[發明專利]一種碘流量測量裝置及其應用

無效

• 申請號: 200810228229.5
• 申請日: 2008-10-22
• 公開（公告）號: CN101726337A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發明（設計）人: 李國富;多麗萍;于海軍;王增強;汪健
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: G01F1/86
• 分類號: G01F1/86
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳;周秀梅

技術領域

本發明涉及一種基于吸收光譜法測量碘流量的技術。通過這種測量方法，使窗口污染導致測量不準確甚至無法進行的問題得以解決。普遍采用的單波長吸收光譜很難將碘流量測量準確，因為碘蒸汽會凝結在測試窗口上，同時碘在容器和管道中形成的一些雜質也會污染窗口，這部分污染是無法用加熱的方法去除掉的。該碘流量測量技術抗窗口污染能力強，工程可靠性好，為氧碘化學激光器關鍵參數測量提供了可靠的保障，從而可以推動高能氧碘化學激光器的發展。

背景技術

超音速氧碘化學激光器主要是由單重態氧發生器，分離器和除水冷阱，碘發生器，超音速混合噴管，光腔及真空系統等幾部分組成。基本原理——亞穩態粒子0₂(¹Δ)與碘原子近共振傳能：

激射出光：　　I(²P_1/2)+hv→I(²P_3/2)+2hv(λ＝1.315μm)

其中0₂(¹Δ)是在單重態氧發生器中反應產生的，即：

Cl₂+2KOH+H₂O₂→2KCl+2H₂O+O₂(¹Δ)

但作為激射介質碘原子是如何來的呢？它是由碘分子發生器蒸發出的I₂與0₂(¹Δ)碰撞解離而產生的?？偟膩碇v：

O₂(¹∑)+I₂(X)→2I(²P_3/2)+O₂(³∑)

O₂(¹Δ)+I₂(X)→I₂^*(X)+O₂(³∑)

O₂(¹Δ)+I₂^*(X)→2I(²P_3/2)+O₂(³∑)

I(²P_1/2)+I₂(X)→I(²P_3/2)+I₂^*(X)

I(²P_1/2)+I₂^*(X)→3I(²P_3/2)

氧碘化學激光器中各種原料之間的配比比例是非常關鍵的，比例不合適會導致激光輸出功率下降甚至不出光。碘蒸汽作為激光器的重要原料，準確計量并實時監測它的流量是尤為重要的。目前采用的是文氏管計量，測量的準確度依賴于噴管的加工精度，而且在流速條件沒有滿足的條件下是無法得到有效數據的。單一波長的吸收光譜法由于受到測試窗口污染的限制而無法進行?；谏鲜龅膯栴}，本發明提出采用雙波長吸收光譜法對碘流量進行實時監控和測量。

發明內容

本發明的目的是提供一種實時在線的碘流量測量技術，即一種碘流量測量裝置及其應用，通過本發明可實現對氧碘化學激光器的重要參數碘流量進行在線測量，從而達到優化激光器性能的目的。

為實現本發明的目的，具體的技術方案是：

一種碘流量測量裝置，在所需測定碘流量的測試吸收池的一側設置有光源，在光源的發射光路上、于測試吸收池左右兩側分別設置有對稱的石英玻璃測試窗口，在測試窗口和光源之間設置有聚焦透鏡，在測試吸收池的另一側測試窗口外側設置有分束片；

光源的發射光經過測試吸收池后被分束片分成兩部分光，透過分束片即為測試光，反射的即參考光；在分束片外側的測試光路和參考光路上分別依次設置有聚焦透鏡和帶通干涉濾光片及硅探頭；硅探頭通過導線與計算機上的數據采集板連接，由計算機進行數據采集和處理。

在測試吸收池的外側壁面上包裹有加熱元件；在測試吸收池的外壁上設置有壓力傳感器和溫度傳感器；所述光源的光譜發射范圍為300-700納米。

上述碘流量測量裝置可用于氧碘化學激光器中進行碘流量的測量和關鍵實驗參數的日常診斷上。

本發明的有益效果是：