[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于雙光梳全光纖系統(tǒng)監(jiān)測(cè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒場(chǎng)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910988351.0
• 申請(qǐng)日: 2019-10-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110736623B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 付博;徐立軍;尚策;曹章;張程宏;張宏宇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01M15/05
• 分類(lèi)號(hào): G01M15/05
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種基于雙光梳全光纖系統(tǒng)監(jiān)測(cè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒場(chǎng)的方法，包括：具有固定頻率差的兩臺(tái)光頻梳，第一光頻梳和第二光頻梳，燃燒室監(jiān)測(cè)裝置，光纖合束器，分束器，光電探測(cè)器和信號(hào)處理模塊；其中，所述的第一光頻梳作為測(cè)量光頻梳，用于通過(guò)航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室出口待測(cè)氣體樣品池得到采樣信號(hào)；

所述的第二光頻梳作為參考光頻梳，用于得到差頻信號(hào)；

所述的燃燒室監(jiān)測(cè)裝置用于得到多路采樣信號(hào)；

所述的兩個(gè)分束器分別與第一光頻梳和第二光頻梳相連，用于對(duì)光頻梳進(jìn)行分束；

所述的光纖合束器用于將兩束光纖合并為一束；

所述的光電探測(cè)器用于對(duì)兩個(gè)光頻梳拍頻；

所述信號(hào)處理模塊與光電探測(cè)器相連，用于對(duì)采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一光頻梳與一個(gè)分束器連接，用于把第一光頻梳的輸出光譜分成光強(qiáng)不同的兩束；其中，光強(qiáng)較小的一路與第二光頻梳合束后與光電探測(cè)器相連，用于得到標(biāo)準(zhǔn)差頻信號(hào)，光強(qiáng)較大的一路與燃燒室監(jiān)測(cè)裝置的光纖輸入端口相連，用于得到采樣信號(hào)光。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃燒室監(jiān)測(cè)裝置為八面體裝置，包括8個(gè)分別嵌在八面體的八條棱上的光纖輸入端口，32個(gè)均勻分布在八個(gè)面上的耦合輸出端口；其中，所述的光纖輸入端口用于與傳輸?shù)谝还忸l梳的光纖相連；所述耦合輸出端口與光纖相連，用于輸出采樣信號(hào)光。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述八面體燃燒室監(jiān)測(cè)裝置的光纖輸入端口包括光纖準(zhǔn)直器和分束器；其中，所述的光纖準(zhǔn)直器用于將光纖中傳輸?shù)墓廪D(zhuǎn)變成準(zhǔn)直光；所述的分束器用于獲得扇形分布的多路光強(qiáng)相同的激光光束。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述耦合輸出端包括光纖準(zhǔn)直器，用于將通過(guò)燃燒室檢測(cè)裝置后的采樣信號(hào)光耦合至光纖中。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述均勻分布在八個(gè)面上的耦合輸出端口不限于32個(gè)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二光頻梳與一個(gè)分束器連接，得到多路光強(qiáng)相同的第二光頻梳，其中一路與第一光頻梳合束后與光電探測(cè)器相連，用于得到標(biāo)準(zhǔn)差頻信號(hào)，其余多路分別與八面體燃燒室檢測(cè)裝置的輸出光纖合束后與光電探測(cè)器相連，用于得到多路采樣差頻信號(hào)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對(duì)于上述第一和第二光頻梳進(jìn)入光纖合束器中各束光信號(hào)的光強(qiáng)之比相等。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的第一光頻梳可與燃燒室監(jiān)測(cè)裝置的其他光纖輸入端口相連，得到的多路采樣信號(hào)并進(jìn)行信號(hào)處理，以用于全方位監(jiān)測(cè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒場(chǎng)。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述信號(hào)處理模塊通過(guò)得到的標(biāo)準(zhǔn)差頻信號(hào)和多路采樣差頻信號(hào)的差異，進(jìn)而得到航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)溫度、壓力、組分濃度的實(shí)時(shí)變化情況。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃燒室監(jiān)測(cè)裝置不限于八面體，可用其他多面體形式的監(jiān)測(cè)裝置。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述在燃燒室中檢測(cè)的氣體包含并不限于水、一氧化碳、一氧化氮和二氧化氮等氣體。