一种tdlas气体测温检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于光学检测领域，具体涉及一种TDLAS气体测温检测装置。
【背景技术】
[0002]随着科学的发展，社会的进步，社会生产过程中产品检测技术不断提高，由原来的机械性质的检测手段逐步推进到光电技术的检测手段，其中气体检测为当下最为热门及具有社会市场的检测手段，对气体燃烧中的温度及含量进行实时监控测量，主要应用与工业生产，工程化设备的温度检测，如钢铁厂、锅炉场等。原有的机械测量温度设备指标较低，精确度低，测量范围小，基本不能满足工业化的高温作业要求。对于光电检测技术，激光检测精度高，误差小，系统搭建简易，操作简便，基本满足工业生产检测需求。
【发明内容】
[0003](一 )要解决的技术问题
[0004]本发明要解决的技术问题是:如何提供一种TDLAS气体测温检测装置。
[0005]( 二)技术方案
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供一种TDLAS气体测温检测装置，所述测温检测装置以燃烧气体场7为中心划分为两部分；位于燃烧气体场7 —侧的为光源发射端，位于燃烧气体场7另一侧的为光源接收端；
[0007]所述光源发射端包括:电源、第一激光器2a、第二激光器2b、激光信号调试器3、激光信号发生器4、单模光纤12、激光合束器5、光纤准直器6 ;其中，所述第一激光器2a自带有第一激光驱动器，所述第二激光器2b自带有第二激光驱动器；所述光源接收端包括:平凸透镜8、积分球10、第一光电探测器、第二光电探测器、第一光电转换器9a、第二光电转换器％、光电变换器信号转换线11 ;
[0008]所述第一激光器2a、第二激光器2b、激光信号发生器4、激光信号调试器3的电源线接口相互连接并统一连接至电源的供电接口电源线I ;所述激光信号发生器4分别连接第一激光驱动器、第二激光驱动器以及激光信号调试器3 ;所述单模光纤12分别连接第一激光器2a输出端口、第二激光器2b输出端口以及激光合束器5输入端口 ；所述激光合束器5输入端口分别连接第一激光器2a及第二激光器2b各自传输的单模光纤12 ;所述光纤准直器6连接在激光合束器5后端输出端；
[0009]所述平凸透镜8位于燃烧气体场中相对于光源发射端的另一侧，位于光源接收端的前端，且处于所述光纤准直器6的出射路径上，平凸透镜8中心位置与光纤准直器6中心位置共轴；所述积分球10位于平凸透镜8后端，且平凸透镜8焦距位置在积分球10入光孔径中；积分球10内部有一进光口及两路出光口，根据所述第一激光器2a及第二激光器2b的激光波长不同进行滤光片分光，使得由一束光经积分球10滤光片进行分光，分出各自频率光有出光口各自打出；在积分球10两个出光口处各自设置有光电探测器，分为第一光电探测器及第二光电探测器，第一光电探测器连接第一光电转换器9a，第二光电探测器连接第二光电转换器9b ;且第一光电转换器9a响应波段与第一激光器2a工作波段相匹配，第二光电转换器9b响应波段与第二激光器2b工作波段相匹配，第一光电转换器9a和第二光电转换器9b后端通过光电变换器信号转换线11连接计算机；其中，所述光纤准直器6发出的激光束、平凸透镜8、积分球10入光口径三者在同一光轴各自中心对称。
[0010](三)有益效果
[0011]与现有技术相比较，本发明提出一种TDLAS气体测温检测装置，采用高能半导体可协调激光器作为工作光源，利用光学透镜吸收聚焦的方法，检测待测燃烧气体的温度，测量结果精确度高，系统搭建简易，操作简便。
[0012]本发明的有益效果:采用高能半导体可协调激光器作为工作光源，激光器在特定波动可变频探测，探测范围精确较宽，光束聚集性较好。测量结果精确度高，散失能量较小，系统搭建简易，操作简便。适用于工业生产检测。
【附图说明】
[0013]图1为本发明的结构示意图。
[0014]图中:1-电源线、2a_第一激光器(自带第一激光驱动器)、2b_第二激光器(自带第二激光驱动器)、3-激光信号调试器、4-激光信号发生器、5-激光合束器、6-光纤准直器、7-燃烧气体场、8-平凸透镜、9a-第一光电转换器、9b-第二光电转换器、10-积分球、11-光电变换器信号转换线、12-单模光纤。
【具体实施方式】
[0015]为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。
[0016]为解决现有技术的问题，本发明提供一种TDLAS气体测温检测装置，如图1所示，所述测温检测装置以燃烧气体场7为中心划分为两部分；位于燃烧气体场7 —侧的为光源发射端，位于燃烧气体场7另一侧的为光源接收端；
[0017]所述光源发射端包括:电源、第一激光器2a、第二激光器2b、激光信号调试器3、激光信号发生器4、单模光纤12、激光合束器5、光纤准直器6 ;其中，所述第一激光器2a自带有第一激光驱动器，所述第二激光器2b自带有第二激光驱动器；所述光源接收端包括:平凸透镜8、积分球10、第一光电探测器、第二光电探测器、第一光电转换器9a、第二光电转换器％、光电变换器信号转换线11 ;
[0018]所述第一激光器2a、第二激光器2b、激光信号发生器4、激光信号调试器3的电源线接口相互连接并统一连接至电源的供电接口电源线I ;所述激光信号发生器4分别连接第一激光驱动器、第二激光驱动器以及激光信号调试器3 ;所述单模光纤12分别连接第一激光器2a输出端口、第二激光器2b输出端口以及激光合束器5输入端口 ；所述激光合束器5输入端口分别连接第一激光器2a及第二激光器2b各自传输的单模光纤12 ;所述光纤准直器6连接在激光合束器5后端输出端；
[0019]所述平凸透镜8位于燃烧气体场中相对于光源发射端的另一侧，位于光源接收端的前端，且处于所述光纤准直器6的出射路径上，平凸透镜8中心位置与光纤准直器6中心位置共轴；所述积分球10位于平凸透镜8后端，且平凸透镜8焦距位置在积分球10入光孔径中；积分球10内部有一进光口及两路出光口，根据所述第一激光器2a及第二激光器2b的激光波长不同进行滤光片分光，使得由一束光经积分球10滤光片进行分光，分出各自频率光有出光口各自打出；在积分球10两个出光口处各自设置有光电探测器，分为第一光电探测器及第二光电探测器，第一光电探测器连接第一光电转换器9a，第二光电探测器连接第二光电转换器9b ;且第一光电转换器9a响应波段与第一激光器2a工作波段相匹配，第二光电转换器9b响应波段与第二激光器2b工作波段相匹配，第一光电转换器9a和第二光电转换器9b后端通过光电变换器信号转换线11连接计算机；其中，所述光纤准直器6发出的激光束、平凸透镜8、积分球10入光口径三者在同一光轴各自中心对称。
[0020]工作过程中，电源为整体检测设备提供电压，在供电的基础上打开激光器(含启动器)、激光信号调试器及激光信号发生器，其中信号发生器设定给出在相对检测气体频率基准值，并对信号调试器中在基准值附近频率及待测气体重点采集的波长范围并加载锯齿波信号进行调试。调试后的激光束发出的光信号与调试时一致。激光在光纤介质传输后在光纤出光口进行光线的准直后光束穿过燃烧场经平凸透镜折射聚焦到积分球中在积分球出口射出打在相应的光电变换器中，在计算机中转换成电信号进行数据采集处理计算出气体实时温度数据。
[0021]其中，此检测装系统加载于被检测气体的左右两端，左端为发射部分，右端为接收部分。两部分共同组成整体一套气体实时检测温度系统。
[0022]其中，在激光器的选取中，根据所待检测燃烧场气体的波长谱线范围来确定激光器的工作主要工作波段，其中选取的激光器在主要工作波段要与检测气体波段一致，波长浮动范围略高于涵盖待测波段，目的是在信号调谐波长中更能扩大找到待测波长浮动的确定范围值。
[0023]其中，激光器选取为两种待测气体吸收波长的激光器，目的对两路激光信号进行比对计算确定温度。
[0024]其中，在激光的传输过程中，应用单模光纤，且光纤传输与激光器匹配，单模光纤传输距离远，信号传输稳定，衰减略低，符合工程化所需。
[0025]其中，两路激光器传输的光纤经合束器，结合成一束两种波长模式的激光。
[0026]其中，光纤出射端口连接激光准直器，目的在于激光束射出为平行光。
[0027]其中，右端接收系统的平凸透镜焦距在积分球入光孔径中，目的是确保所有激光束经聚焦后全部进入积分球。
[0028]其中，积分球内部有一进光口及两路出光口，根据两激光器波长不同进行滤光片分光，使得由一束光经积分球滤光片进行分光，分出各自频率光有出光口各自打出。
[0029]其中，在积分球出光口安放光电转换器，且转换器响应波段符合激光器主要工作波段，探测器后端转换线连接计算机，并实时在计算机中传输转换电信号图像。
[0030]其中，整体检测系统各器件空间位置调节完成后固定锁定，发出的激光束、平凸透镜、积分球入光口径三者在同一光轴各