，积分球及光电探测器为市售的元件。
[0061]其中，激光器为较功率半导体可协调激光器，能量较高，在检测中有效传过燃烧待测区域，对后端的光束接收装置提供了较高能量信号的汇聚接收，且平凸透镜及积分球和光电变换器工作相应范围相匹配，有利于计算机信号处理。
[0062]此外，基于上述检测装置的TDLAS气体测温检测方法可以按照以下步骤进行操作:
[0063]第一步:完成各个器件的组装和固定；
[0064]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。
[0065]第三步:激光穿过燃烧区域后调节透镜位置将光束穿过其中心位置。
[0066]第四步:调节积分球位置使得积分球入光口径中心点在平凸透镜焦点处。
[0067]第五步:光电变换器数据线连接计算机并实时观测处理电信号。
[0068]第六步:根据计算机测温处理软件，提取两路电信号锯齿波形吸收峰区域面积，进行比对，经软件处理运算，得到燃烧场待测温度值。
[0069]第七步:多次测量取待测气体燃烧的平均值，减少误差，提高精度。
[0070]本发明采用激光器为较功率半导体可协调激光器用为检测光源，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该气体波段工作需要。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。
[0071]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种TDLAS气体测温检测方法，其特征在于，该方法基于TDLAS气体测温检测装置来实施，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； 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￠);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(9b)、光电变换器信号转换线(11)； 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； 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￠)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； 其中，所述气体测温检测方法包括如下步骤: 步骤S1:将第一光电转换器(9a)及第二光电转换器(9b)后端的光电变换器信号转换线(11)连接计算机； 步骤S2:电源供电后，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)开启； 步骤S3:激光信号发生器(4)根据激光器固有的波长、频率属性参数，匹配设定相对检测气体的激光频率基准值，生成初始激光信号发生指令，至第一激光驱动器及第二激光驱动器来驱动第一激光器(2a)及第二激光器(2b)生成初始激光束； 步骤S4:激光信号调试器(3)对基准值附近的激光频率及待测气体需重点采集的激光波长范围进行加载锯齿波信号的调试，使得调试后的激光束发出的光信号与调试时一致；然后生成修正信号至激光信号发生器(4);所述激光信号发生器(4)根据修正信号生成修正后激光信号发生指令，至第一激光驱动器及第二激光驱动器来驱动第一激光器(2a)及第二激光器(2b)生成频率、波长修正后的激光束；此时第一激光器(2a)及第二激光器(2b)开始发出所需要波长的激光； 步骤S5:单模光纤(12)将所述第一激光器(2a)及第二激光器(2b)输出的激光传输至激光合束器(5)； 步骤S6:激光合束器(5)将两路单模光纤(12)传输来的激光经前端合束并在后端结合成一束两种波长模式的激光束； 步骤S7:光纤准直器(6)通过准直透镜将发出微小形变的激光束进行折射校正，在光纤准直器(6)后端发出准直后平行激光束； 步骤S8:平行激光束在经过燃烧气体场(7)后进入平凸透镜(8)中，准直平行后的宽光束束在通过燃烧气体场(7)后光束出现微小偏折，经平凸透镜(8)折射聚光后使激光束重新汇聚至积分球(10)中； 步骤S9:积分球(10)分开合束后的两束各自不同波长的激光束； 步骤SlO:经积分球(10)分开的各自不同波长频率的两路激光束聚焦到的光点进入到第一光电探测器及第二光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(9a)、第二光电转换器(9b)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； 步骤Sll:根据计算机测温处理软件，提取两路电信号锯齿波形吸收峰区域面积，进行比对处理运算，得到燃烧场待测温度值； 步骤S12:多次测量取待测气体燃烧的平均值，以减少误差，提高精度。
【专利摘要】本发明属于光学检测领域，具体涉及一种TDLAS气体测温检测方法，其基于TDLAS气体测温检测装置来实施，该装置包括电源、激光器、激光驱动器、激光信号发生器、激光信号调试器、单模光纤、激光合束器、光纤准直器、平凸透镜、积分球、光电探测器及光电转换器，本发明采用半导体可调谐红外激光器作为燃烧气体检测光源，能量较高，传播光信号稳定，散失能量小，在燃烧场后端在利用平凸透镜聚焦进入积分球探测器中，聚焦效果较好，信号较强，经光电信号变换，利用计算机相关检测软件对信号进行提取计算在转换成相关温度数据。测量结果精确度高，操作简便，适用于检测小型工业生产的火焰场，对测量燃烧场提供温度数据支持。
【IPC分类】G01K11/00
【公开号】CN104949771
【申请号】CN201510410013
【发明人】李鑫, 周涛, 贾晓东
【申请人】天津津航技术物理研究所
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年7月13日