电探测器的入光敏元孔中，经过第一光电探测器、第二光电探测器及其后端的第一光电转换器11a、第二光电转换器Ilb各自进行光电变换,把光信号转变为电信号输出，在后端计算机中进行数据采集处理计算出气体实时温度数据。
[0055]下面结合具体实施例来详细描述。
[0056]实施例
[0057]本实施例中，如图1所示，将激光器、激光驱动器、激光信号发生器、激光信号调制器相互正确连接且并与电源线连接，单模光纤与两激光器各自连接，光纤合束器连接到两单模光纤中使两路激光合成一路激光束。合成的一路光纤激光束与光纤准直器连接发射光束，在待测气体火焰燃烧后放置平凸透镜1，透镜中心位置与光纤准直器中心位置一致(共轴)并固定，光纤光栅面放置在平凸透镜I后端焦距位置处，两个平凸透镜2分别放置在光栅分出各束不同波长的激光束光轴中心上，光电探测器放置在各个不同波长激光束在次聚焦的平凸透镜2后，并放置在平凸透镜2焦距处。光纤准直器发出的激光束、平凸透镜1、2，光纤光栅光三者在同一光轴面上且在透镜处中心对称。整套检测装置各器件空间位置调节完成后固定锁定。同时固定后将光电变换器中的两组数据信号转换线与计算机设备连接，整套检测装置安装完成。
[0058]本实施例中，优先采取的激光器为半导体可协调激光器，能量较高，经准直器调整后发出的平行激光束经过待测气体火焰燃烧场穿出后，经透镜的聚焦把散射的激光能量汇聚，利用光栅的精准度进行光束的分离提取，提取单一纯正的不同波长激光束，分光后在根据各自激光束走向再次经透镜汇聚光束，保证光栅分光后光束无能量损失，汇聚后进入光电探测器中，保证整体设备后端部分光信号基本无损耗接收至光电变换器中，且整体设备器件工作范围相匹配，有利于计算机信号处理。
[0059]该基于光学分光系统的TDLAS气体测温检测装置可以按照以下步骤进行操作:
[0060]第一步:完成各个器件的组装和固定；
[0061]第二步:开启电源，并调节激光信号发生器和激光信号调试器的工作波长后激光器在激光驱动器的作用下发出特定波长激光。
[0062]第三步:激光穿过燃烧区域后调节平凸透镜I位置将光束穿过其中心位置。
[0063]第四步:调节光纤光栅空间位置使得光栅板分开不同波长的激光束。
[0064]第五步:根据分开的激光束的光轴放置平凸透镜2且在光轴中心处。
[0065]第六步:在平凸透镜2焦距处放置各自激光束的光电变换器，且聚焦光进入探测器中。
[0066]第七步:光电变换器数据线连接计算机并实时观测处理电信号。
[0067]第八步:根据计算机测温处理模块，提取两路电信号锯齿波形吸收峰区域面积，进行比对，经计算机处理运算，得到燃烧场待测温度值。
[0068]第九步:多次测量取待测气体燃烧的平均值，减少误差，提高精度。
[0069]本实施例采用半导体可协调激光器用作检测光源，光束聚集，散失能量小，更好的采集燃烧场中的光信号，光电变换器响应度灵敏符合气体波段工作需要。整体气体测温系统搭建简易，精准度较高，器件维护周期长，便于工程现场测试检测。
[0070]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种基于光学分光系统的TDLAS气体测温检测装置，其特征在于，所述装置以燃烧气体场为中心划分为两部分；位于燃烧气体场一侧的为光源发射端，位于燃烧气体场另一侧的为光源接收端； 所述光源发射端包括:电源、第一激光器(2a)、第二激光器(2b)、激光信号发生器(3)、激光信号调试器(4)、单模光纤(13)、光纤合束器(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:第一平凸透镜(8)、光纤光栅(9)、第二平凹透镜(10a)、第三平凹透镜(1b)、第一光电探测器、第二光电探测器、第一光电转换器(Ila)、第二光电转换器(Ilb)； 所述第一激光器(2a)、第二激光器(2b)、激光信号发生器(3)、激光信号调试器(4)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(2);所述电源用于为所述第一激光器(2a)、第二激光器(2b)、激光信号发生器(3)、激光信号调试器(4)提供工作电源电压； 所述激光信号发生器(3)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⑷； 所述单模光纤(13)分别连接第一激光器(2a)输出端口、第二激光器(2b)输出端口以及光纤合束器(5)输入端口 ； 所述光纤准直器(6)连接在光纤合束器(5)后端，经光纤合束器(5)合束后的两束光纤合成一束激光后，连接进入光纤准直器(6)前端，发出微小形变的激光束在光纤准直器(6)中经准直透镜的折射校正，在光纤准直器(6)后端发出平行激光束； 所述第一平凸透镜(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，第一平凸透镜(8)中心位置与光纤准直器￠)中心位置共轴； 所述光纤光栅(9)位于第一平凸透镜(8)后端，且光纤光栅(9)表面处于第一平凸透镜(8)的焦距位置处，与光轴成一定转向角度， 所述第二平凹透镜(10a)、第三平凹透镜(1b)位于光纤光栅(9)分光一侧，所述第二平凹透镜(10a)、第三平凹透镜(1b)各自设置于分开激光光束的光轴处，其位置与各自光轴中心对称；所述第二平凹透镜(10a)、第三平凹透镜(1b)分别放置在光纤光栅(9)分出的各束不同波长的激光束光轴中心上，与各自对应波长的激光束的光轴空间对准连接，且各自中心对称； 所述第一光电探测器连接第二平凹透镜(1a)并处于其焦距处，同时第一光电探测器还连接第一光电转换器(Ila);第二光电探测器连接第三平凹透镜(1b)并处于其焦距处，同时第二光电探测器还连接第二光电转换器(Ilb);所述第一光电探测器及第二光电探测器像敏元处于各自不同波长频率的激光束的各自聚焦的光轴上。
【专利摘要】本实用新型属于光学检测技术领域，具体涉及一种基于光学分光系统的TDLAS气体测温检测装置。该方案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，经光纤准直器射出平行光光后，穿过燃烧场光束经透镜聚集，利用光学光栅分光系统进行精确的分光，该方案将分出的激光束经透镜折射聚焦，更能提高光信号的聚焦能量，然后检测待测燃烧火焰场气体的温度。其中，光栅分光后波长单一性较好，像斑焦点能量较强，经分光后二次聚焦后光信号能量无损失，对测量结果精确度高，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。
【IPC分类】G01K11-32
【公开号】CN204359458
【申请号】CN201420617030
【发明人】李鑫, 周涛, 贾晓东
【申请人】中国航天科工集团第三研究院第八三五八研究所
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年10月23日