[發(fā)明專利]一種CARS和TDLAS共線的測溫裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410171720.4
• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN103926200A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陶波;王晟;葉景峰;李國華;胡志云;趙新艷
• 申請（專利權(quán)）人: 西北核技術(shù)研究所
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25;G01N21/39;G01K13/00
• 代理公司: 西安文盛專利代理有限公司 61100
• 代理人: 李中群

1.一種CARS和TDLAS共線的測溫裝置，其特征在于：包括CARS單元、TDLAS單元、輸入雙色鏡(2)、空間濾波片(6)和輸出雙色鏡(10)；

所述的CARS單元包括沿主光路(15)依次共軸設(shè)置的光束整形鏡(3)、入射透鏡(4)、收集透鏡(5)、CARS濾光片(7)、CARS探測器(9)，所述的光束整形鏡(3)的中心設(shè)置有小孔，并傾斜設(shè)置在主光路(15)上；待測量溫度場(14)設(shè)置在入射透鏡(4)和收集透鏡(5)之間；

所述的TDLAS單元包括光纖準(zhǔn)直器(1)、TDLAS濾光片(11)和TDLAS探測器(12)；

所述的輸入雙色鏡(2)傾斜設(shè)置在光束整形鏡(3)前的光路上，所述光纖準(zhǔn)直器(1)設(shè)置在輸入雙色鏡(2)之前，所述TDLAS的ω_LD激光光束與主光路(15)共軸，所述CARS的ω_s激光由輸入雙色鏡(2)的反射面引入，并從光束整形鏡(3)中心孔穿過，所述CARS的ω_p激光由光束整形鏡(3)的反射面引入；

所述的空間濾波片(6)為中心鍍有反射膜的介質(zhì)板,所述的空間濾波片(6)傾斜設(shè)置在收集透鏡(5)和CARS濾光片(7)之間的主光路上，所述經(jīng)過待測量溫度場(14)的ω_LD光與ω_s光被空間濾波片(6)反射，ω_p光和CARS信號光透過空間濾波片(6)后，再經(jīng)濾光片(7)濾掉ω_p光后，由耦合透鏡(8)耦合進CARS探測器(9)；

所述的輸出雙色鏡(10)、TDLAS濾光片(11)和TDLAS探測器(12)依次設(shè)置在空間濾波片(6)的反射光路上，所述的輸出雙色鏡(10)傾斜設(shè)置在反射光路上；所述的ω_s光被輸出雙色鏡(10)反射后由吸收池吸收，ω_LD透過輸出雙色鏡(10)并經(jīng)TDLAS濾光片(11)濾除雜散光后由TDLAS探測器(12)接收。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CARS和TDLAS共線的測溫裝置，其特征在于：所述的空間濾波片(6)的中心鍍有銀膜。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的CARS和TDLAS共線的測溫裝置，其特征在于：所述銀膜的形狀為直徑φ8mm的圓形。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CARS和TDLAS共線的測溫裝置，其特征在于：所述輸入雙色鏡(2)、光束整形鏡(3)、空間濾波片(6)和輸出雙色鏡(10)與光路間的夾角均為45°。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CARS和TDLAS共線的測溫裝置，其特征在于：所述光束整形鏡(3)的中心孔為φ5mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CARS和TDLAS共線的測溫裝置，其特征在于：所述CARS單元的重復(fù)頻率1Hz～20Hz，所述的TDLAS單元的重復(fù)頻率為kHz級。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CARS和TDLAS共線的測溫裝置，其特征在于：所述的ω_LD光為波長1397.8nm的連續(xù)激光，所述的ω_s光為波長607nm的脈沖激光，ω_p光為波長532nm的脈沖激光。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CARS和TDLAS共線的測溫裝置，其特征在于：所述TDLAS濾光片(11)為帶通濾光片，中心波長1400nm，帶寬10nm。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CARS和TDLAS共線的測溫裝置，其特征在于：所述CARS濾光片(7)為短波通濾光片，在小于490nm光波段透過率大于80％，在大于520nm波段的透過率小于1％。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CARS和TDLAS共線的測溫裝置，其特征在于：所述的待測量溫度場為燃燒流場。