[實用新型]一種電弧加熱器含水量測量系統

有效

• 申請號: 201920760803.5
• 申請日: 2019-05-24
• 公開（公告）號: CN210294057U
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發明（設計）人: 曾徽;歐東斌;武建英;閆憲祥
• 申請（專利權）人: 中國航天空氣動力技術研究院
• 主分類號: G01N21/39
• 分類號: G01N21/39
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張曉飛

1.一種電弧加熱器含水量測量系統，其特征在于：包括：電弧加熱器(1)、噴管(2)、信號發生器(3)、激光控制器(4)、激光器(5)、單模光纖耦合器(6)、光學調整單元(7)、多模光纖(8)、探測器(9)和測水傳感器(10)；所述光學調整單元(7)包括發射端和接收端；電弧加熱器(1)對進入的試驗介質進行加熱，形成高溫氣流，經噴管(2)膨脹加速后在噴管出口形成超聲速氣流；光學調整單元(7)安裝在噴管(2)出口，光學調整單元(7)的發射端和接收端分別位于噴管(2)出口的兩側，且與噴管出口平齊；信號發生器(3)產生兩束鋸齒波信號，分別傳輸給兩個激光控制器(4)，每個激光控制器(4)調節對應的激光器(5)的波長，兩個激光器(5)輸出的兩束激光信號經單模光纖耦合器(6)將信號耦合成一束激光信號，再經過光學調整單元(7)發射端準直并進行三維位移調整，準直后的激光信號通過噴管(2)出口的超聲速氣流，透過的激光信號經另一側的光學調整單元(7)接收端聚焦后，被多模光纖(8)傳遞給探測器(9)進行光電轉換，將激光信號轉換為電信號并送至測水傳感器(10)，獲得所述超聲速氣流中水含量。

2.根據權利要求1所述的一種電弧加熱器含水量測量系統，其特征在于：所述光學調整單元(7)包括調整結構發射端、調整結構收集端和三維位移臺；調整結構發射端內置光路發射通道和準直透鏡；調整結構收集端內置光路收集通道、短焦距透鏡和窄帶濾波片；光路發射通道和光路收集通道分別布置在三維位移臺，實現三維方向激光信號的調整。

3.根據權利要求2所述的一種電弧加熱器含水量測量系統，其特征在于：所述光學調整單元(7)采用電磁屏蔽箱進行封裝處理和阻尼隔震處理，所述電磁屏蔽箱內通純氮氣介質，隔絕室溫空氣中水蒸氣的干擾。

4.根據權利要求1所述的一種電弧加熱器含水量測量系統，其特征在于：所述激光器(5)在一個周期t內先后輸出6807±1cm^-1波長范圍和7185±1cm^-1波長范圍內的可調諧激光信號，兩束激光信號有π的相位差，保證一個周期內沒有兩束激光信號的疊加，且兩束激光信號的發射和接收在時間上相互獨立。

5.根據權利要求1所述的一種電弧加熱器含水量測量系統，其特征在于：所述測水傳感器(10)為H₂O氣體激光傳感器，測量量程1ppm-10⁵ppm。

6.根據權利要求1所述的一種電弧加熱器含水量測量系統，其特征在于：所述激光器(5)為近紅外波段商用可調諧半導體激光器。

7.根據權利要求1所述的一種電弧加熱器含水量測量系統，其特征在于：所述探測器(9)為硅探測器。

8.根據權利要求1所述的一種電弧加熱器含水量測量系統，其特征在于：所述電弧加熱器(1)為管式電弧加熱器或交流電弧加熱器或長分段電弧加熱器或疊片電弧加熱器。

9.根據權利要求1所述的一種電弧加熱器含水量測量系統，其特征在于：所述噴管(2)為超聲速噴管，具體采用矩形拉瓦爾噴管或軸對稱拉瓦爾噴管。

10.根據權利要求4所述的一種電弧加熱器含水量測量系統，其特征在于：所述周期t＝0.1ms-100ms。