[發明專利]一種基于光纖傳輸的噴口電弧溫度非接觸測量系統

有效

• 申請號: 201410076691.3
• 申請日: 2014-03-04
• 公開（公告）號: CN103884449A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 王偉宗;王思佳;劉波;史也;林晴晴
• 申請（專利權）人: 中國空間技術研究院
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

1.一種基于光纖傳輸的噴口電弧溫度非接觸測量系統，其特征在于：包括光學采集處理系統、光電轉化系統、數據處理單元；光學采集處理系統包括光纖探測陣列、可調光衰減器、光功分器、波分復用器；光電轉化系統包括多通道光電探測器和信號調理電路；光纖探測陣列接收外部噴口電弧放電發出的光信號，經可調光衰減器動態衰減后送至光功分器；光功分器將衰減后的光纖探測陣列中的每路光纖采集的光信號動態分為等性的兩路子信號，上述兩路子信號再經波分復用器后，分成兩路特征波長為λ₁、λ₂的單色可見光以及特征波長為λ₃、λ₄的單色紅外光，并送至多通道光電探測器；多通道光電探測器將輸入進來的光信號轉換為電信號后送至信號調理電路進行去噪處理、幅值變化處理后，送至數據處理單元；數據處理單元通過阿貝爾變換，將同一電弧軸向截面不同徑向位置的電弧輻射光強線值對應的電信號轉換為徑向光強的點位值對應的電信號，再通過雙波長光譜相對強度法，計算獲得電弧等離子體各位置溫度。

2.根據權利要求1所述的一種基于光纖傳輸的噴口電弧溫度非接觸測量系統，其特征在于：所述的光纖探測陣列包括由N個光纖探頭組成的二維光纖陣、石英玻璃（8）和橡膠密封圈（9），每個光纖探頭前端位于同一平面上；所述的每個光纖探頭包括自聚焦透鏡（1）、光纖保護套（2）、光纖芯（3）、光纖連接套（4）和密封膠（5）；所述的光纖保護套（2）和光纖連接套（4）由絕緣材料制成，光纖保護套（2）通過密封膠（5）套接在光纖芯（3）外部，光纖連接套（4）的外表面刻有螺紋；光纖連接套（4）通過光纖探頭嵌套裝置（6）與噴口壁面（7）連接；光纖探頭嵌套裝置（6）為中空結構，外部刻有螺紋，分別與噴口壁面（7）、光纖連接套（4）的內螺紋嵌套；每個光纖探頭前放置有石英玻璃（8），石英玻璃（8）通過橡膠密封圈（9）與噴口壁面（7）嵌套；N為大于1的正整數。

3.根據權利要求1所述的一種基于光纖傳輸的噴口電弧溫度非接觸測量系統，其特征在于：當所述的數據處理單元只接收到紅外波段兩個特征波長λ₃、λ₄單色紅外光時，通過阿貝爾變換轉換，將同一電弧軸向截面不同徑向位置的電弧輻射光強線值對應的電信號轉換為徑向光強的點位值對應的電信號，再通過雙波長光譜相對強度法，計算獲得電弧等離子體各位置溫度；當所述的數據處理單元同時接收到可見波段兩個特征波長λ₁、λ₂的單色可見光，以及紅外波段兩個特征波長λ₃、λ₄單色紅外光時，只利用可見波段兩個特征波長λ₁、λ₂的單色可見光的光強信息，通過雙波長光譜相對強度法，計算獲得電弧等離子體各位置溫度。

4.根據權利要求1所述的一種基于光纖傳輸的噴口電弧溫度非接觸測量系統，其特征在于：所述的數據處理單元包括AD轉換電路、FPGA、DSP；AD轉換電路對光電轉化系統輸出的模擬信號動態離散采樣，并轉化為光輻射數字信號；FPGA對AD轉換電路和DSP進行時序控制，DSP完成光輻射數字信號數據的處理，并通過USB協議與外部計算機相互通信。