[發明專利]一種激光誘導金屬靶等離子體實現可燃氣體點火的方法及實現該方法的裝置

無效

• 申請號: 201310308638.7
• 申請日: 2013-07-22
• 公開（公告）號: CN103343982A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 于欣;李曉暉;劉倡;于楊;彭江波;樊榮偉;陳德應
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: F23Q13/00
• 分類號: F23Q13/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張宏威

1.一種激光誘導金屬靶等離子體實現可燃氣體點火的方法，其特征是：它由以下步驟實現：

步驟一、將預混罐中的預混可燃氣體通入石英管；

步驟二、在石英管管口上方的側面放置金屬靶；采用Nd:YAG激光器發射激光光束，并利用聚焦裝置將該激光光束聚焦在金屬靶表面，誘導金屬靶產生等離子體，并將石英管口處的預混可燃氣體點燃。

2.實現權利要求1所述的一種激光誘導金屬靶等離子體實現可燃氣體點火的裝置，其特征是：它包括N₂氣瓶（4）、O₂氣瓶（5）、CH₄氣瓶（6）、預混罐（7）、金屬靶（8）、石英管（9）、Nd:YAG激光器（10）、反射鏡（11）、分光鏡（12）和透鏡（13）；

所述N₂氣瓶（4）的出氣口與預混罐（7）的N₂進氣口連通；所述O₂氣瓶（4）的出氣口與預混罐（7）的O₂進氣口連通；所述CH₄氣瓶（4）的出氣口與預混罐（7）的CH₄進氣口連通；預混罐（7）的出氣口與石英管（9）的末端連通；金屬靶（8）設置在石英管（9）的管口上方的側面；

Nd:YAG激光器（10）產生的激光經反射鏡（11）反射至分光鏡（12），經分光鏡（12）分成反射光和透射光；所述一號反射光出射至外部；透射光入射至透鏡（13）；經透鏡（13）聚焦至金屬靶（8）上。

3.根據權利要求2所述的一種激光誘導金屬靶等離子體實現可燃氣體點火的裝置，其特征在于它還包括雙通道能量計（2），一號反射光入射至雙通道能量計（2）的探頭。

4.根據權利要求3所述的一種激光誘導金屬靶等離子體實現可燃氣體點火的裝置，其特征在于它還包括計算機（1）和延時發生器（14），所述延時發生器（14）的延時信號輸出端與Nd:YAG激光器（10）的延時信號輸入端、雙通道能量計（2）的延時信號輸入端連接；所述雙通道能量計（2）的能量值信號輸出端與計算機（1）的能量值信號輸入端連接。

5.根據權利要求4所述的一種激光誘導金屬靶等離子體實現可燃氣體點火的裝置，其特征在于它還包括流量控制器（3）和三個電控閥，所述三個電控閥分別設置在N₂氣瓶（4）的出氣口處、O₂氣瓶（5）的出氣口處和CH₄氣瓶（6）的出氣口處；所述流量控制器（3）的三個控制信號輸出端與三個電控閥的控制信號輸入端連接。

6.根據權利要求5所述的一種激光誘導金屬靶等離子體實現可燃氣體點火的裝置，其特征在于Nd：YAG激光器輸出激光的波長為1064nm或532nm；輸出的脈沖能量在0.2mJ～20mJ之間；重復頻率為1Hz～100Hz；脈沖寬度為5ns～20ns。

7.根據權利要求6所述的一種激光誘導金屬靶等離子體實現可燃氣體點火的裝置，其特征在于金屬靶（8）的材質為鎢、鉭或不銹鋼。

8.根據權利要求7所述的一種激光誘導金屬靶等離子體實現可燃氣體點火的裝置，其特征在于分光鏡（12）的分束比為5%～20%。

9.根據權利要求8所述的一種激光誘導金屬靶等離子體實現可燃氣體點火的裝置，其特征在于石英管（9）的口徑為5mm～15mm。

10.根據權利要求9所述的一種激光誘導金屬靶等離子體實現可燃氣體點火的裝置，其特征在于透鏡（13）的焦距為50mm～250mm。