[發明專利]基于雙通道分子濾光的成像式燃燒溫度濃度測量裝置

有效

• 申請號: 201510995061.0
• 申請日: 2015-12-28
• 公開（公告）號: CN105466491B
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發明（設計）人: 武魁軍;李發泉;彭仲;程學武;林鑫;陳振威;宋沙磊;楊勇;劉林美
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢物理與數學研究所
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 武漢荊楚聯合知識產權代理有限公司 42215
• 代理人: 王健

1.一種基于雙通道分子濾光技術的成像式燃燒測量裝置，其特征在于，該裝置由光學接收單元（1）、總分束鏡（2）、第一通道分子濾光成像探測組件（3）、第二通道分子濾光成像探測組件（4）和數據處理與圖像顯示單元（5）組成；

光學接收單元（1）采用望遠鏡，總分束鏡（2）置于光學接收單元（1）的輸出光路中，并與望遠鏡的光軸呈45°角，總分束鏡(2)的透射和反射分光比例為50:50；

第一通道分子濾光成像探測組件（3）由第一分束鏡（31）、第一吸收分子泡（32）、第一反射鏡（33）、第一參考分子泡（34）、第二反射鏡（35）、第一合束鏡（36）、第一濾光片（37）、第一成像透鏡（38）和第一紅外成像陣列（39）組成；第一分束鏡（31）放置于總分束鏡（2）的反射光光路中，并與總分束鏡（2）平行，第一分束鏡（31）透射光光路中依次放置第一吸收分子泡（32）和第一反射鏡（33），反射光光路中依次放置第一參考分子泡（34）和第二反射鏡（35），在第一反射鏡(33)和第二反射鏡(35)的反射光光路交會區放置第一合束鏡(36)，第一合束鏡(36)與第一分束鏡(31)平行，第一合束鏡(36)的透射和反射分光比例為50:50，第一合束鏡(36)的合束光方向依次放置第一濾光片(37)、第一成像透鏡(38)和第一紅外成像陣列(39)，第一紅外成像陣列(39)放置于第一成像透鏡(38)的焦平面上，第一反射鏡(33)和第二反射鏡(35)均與第一分束鏡(31)呈微小夾角，使得第一反射鏡(33)反射的吸收光在第一紅外成像陣列(39)的右半邊成像，第二反射鏡(35)反射的參考光在第一紅外成像陣列(39)的左半邊成像；第一吸收分子泡(32)的有效氣室長度為4cm，泡內充入0.1atm的CO氣體，第一參考分子泡 (34)的有效氣室長度為4cm，泡內充入1atm的N2氣體；第一濾光片(37)的中心波長為4.76μm、透射光譜帶寬0.1μm、透射譜型為第一濾光片透射的光譜；

第二通道分子濾光成像探測組件(4)由第二分束鏡(41)、第二吸收分子泡(42)、第三反射鏡(43)、第二參考分子泡(44)、第四反射鏡(45)、第二合束鏡(46)、第二濾光片(47)、第二成像透鏡(48)和第二紅外成像陣列(49)組成；第二分束鏡(41)放置于總分束鏡(2)的反射光光路中，并與總分束鏡(2)平行；第二分束鏡(41)透射光光路中依次放置第二吸收分子泡(42)和第三反射鏡(43)，反射光光路中依次放置第二參考分子泡(44)和第四反射鏡(45)；在第三反射鏡(43)和第四反射鏡(45)的反射光光路交會區放置第二合束鏡(46)，第二合束鏡(46)與第二分束鏡(41)平行，第二合束鏡(46)的透射和反射分光比例為50:50，第二合束鏡(46)的合束光方向依次放置第二濾光片(47)、第二成像透鏡(48)和第二紅外成像陣列(49)，第二紅外成像陣列(49)放置于第二成像透鏡(48)的焦平面上，第三反射鏡(43)和第四反射鏡(45)均與第二分束鏡(41)呈微小夾角，使得第二反射鏡(43)反射的吸收光在第二紅外成像陣列(49)的右半邊成像，第四反射鏡(45)反射的參考光在第二紅外成像陣列(49)的左半邊成像；第二吸收分子泡(42)的有效氣室長度為4cm，泡內充入0.3atm的CO氣體；第二參考分子泡 (44)的有效氣室長度為4cm，泡內充入1atm的N₂氣體，第二濾光片(47)的中心波長為4.9μm、透射光譜帶寬0.1μm、透射譜型為第二濾光片透射的光譜；

數據處理與圖像顯示單元(5)由圖像數據采集模塊(51)、圖像數據處理模塊(52)和圖像顯示模塊(53)組成；第一紅外成像陣列(39)和第二紅外成像陣列(49)的圖像數據輸出端分別連接到圖像數據采集模塊(51)的數據輸入端，圖像數據采集模塊(51)的數據輸出端連接到圖像數據處理模塊(52)的數據輸入端，圖像數據處理模塊(52)的數據輸出端連接到圖像顯示模塊(53)的數據輸入端。

2.根據權利要求1所述的一種基于雙通道分子濾光技術的成像式燃燒測量裝置，其特征在于，所述的望遠鏡可采用伽利略式望遠鏡或開普勒式望遠鏡或牛頓式望遠鏡，望遠鏡的接收光譜覆蓋4～5μm。