[發明專利]TDLAS溫度校準系統

有效

• 申請號: 201310048162.8
• 申請日: 2013-02-06
• 公開（公告）號: CN103175634A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 賈軍偉;張書鋒;金光遠;柴昊;楊力;劉展;張明志
• 申請（專利權）人: 北京東方計量測試研究所
• 主分類號: G01K15/00
• 分類號: G01K15/00
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 吳小燦

技術領域

本發明涉及真空環境下氣體溫度測量與校準技術，特別是一種TDLAS溫度校準系統，所述TDLAS（Tunable?Diode?Laser?Absorption?Spectroscopy）是指可調諧二極管激光吸收光譜技術。

背景技術

真空環境不僅會導致溫度傳感器表面材料解吸，而且其傳熱機理與常壓不同，如在真空環境中，固體表面到氣層間存在“溫度突變現象”，因此采用常壓下標定和校準的溫度傳感器測量真空環境下氣體溫度存在諸多不確定性因素。本發明人認為，利用熱電偶溫度傳感器對TDLAS在真空環境下氣體溫度的測量進行校準能夠有效提高真空環境下氣體溫度測量的確定性。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的缺陷或不足，提供一種TDLAS溫度校準系統，所述TDLAS（Tunable?Diode?Laser?Absorption?Spectroscopy）是指可調諧二極管激光吸收光譜技術。

本發明的技術方案如下：

TDLAS溫度校準系統，其特征在于，包括標準傳感器溫度測量系統和被校準的在真空環境下測量氣體溫度的TDLAS溫度測量系統，所述TDLAS溫度測量系統中的光學系統位于恒溫槽中，所述光學系統的殼體與所述恒溫槽周壁之間具有恒溫液，所述標準傳感器溫度測量系統中的標準傳感器位于所述恒溫液內。

所述標準傳感器采用一等標準鉑電阻溫度計，所述一等標準鉑電阻溫度計連接溫度顯示儀表。

所述光學系統包括光學透鏡組，所述光學透鏡組的上端連接激光系統，所述光學透鏡組的下端通過接收光纖連接數據處理系統。

所述光學系統附設有接收光纖通道。

所述光學系統通過抽氣管路連接真空抽氣系統。

所述光學系統通過供氣管路連接待測氣體供氣系統。

所述待測氣體采用C₂H₂氣體。

所述待測氣體供氣系統包括混氣罐，所述混氣罐通過第一截止閥管路連接氣體罐，并通過第二截止閥管路連接機械泵。

所述數據處理系統包括與所述接收光纖連接的鎖相放大器，所述鎖相放大器連接數據采集系統，所述數據采集系統連接數據分析系統，所述數據分析系統連接數據顯示系統。

所述激光系統包括激光器，所述激光器連接激光控制單元，所述激光控制單元連接信號調制單元，所述信號調制單元連接信號發生器，所述信號調制單元連接所述鎖相放大器。

本發明技術效果如下：本發明通過恒溫槽提供均勻穩定的溫場，在均勻的溫場中TDLAS校準真空室、恒溫槽和一等標準溫度傳感器達到溫度平衡。TDLAS溫度校準系統既能夠通過TDLAS溫度測量系統得到真空條件下待測氣體分子的溫度，與此同時又能夠通過一等標準鉑電阻得到恒溫液的溫度，并將待測氣體分子的溫度與一等標準鉑電阻的溫度進行比對，實現對TDLAS溫度測量的校準。

附圖說明

圖1是實施本發明的TDLAS溫度測量系統結構示意圖。

圖2是實施本發明的TDLAS溫度測量系統另一結構示意圖。

圖3是待測氣體C₂H₂分子1.53um附近處吸收譜線分布圖。

附圖標記列示如下：100-數據處理系統；200-激光系統；300-光學系統；400-標準傳感器溫度測量系統；500-待測氣體供氣系統；600-真空抽氣系統；1-數據分析系統；2-數據采集系統；3-鎖相放大器；4-數據顯示系統；5-信號發生器；6-信號調制單元；7-激光控制單元；8-DFB（distributed?feed?back）激光器；9-光電探測器；10-接收光纖；11-恒溫槽液面；12-光學透鏡組；13-光學真空腔；14-一等標準鉑電阻溫度計；15恒溫槽；16-溫度顯示儀表；17-供氣管路；18-混氣罐；19，20，24-截止閥；21-（高純）氣體罐；22-機械泵；23-抽氣管路；25-插板閥；26-分子泵；27-機械泵；28-接收光纖通道。

具體實施方式

下面結合附圖（圖1-圖3）對本發明進行說明。