一种精确测量高温气体光谱参数的装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103411918A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103411918103411918A(43)申请公布日2013.11.27(21)申请号201310267905.0(22)申请日2013.06.28(71)申请人中国科学院安徽光学精密机械研究所地址230031安徽省合肥市蜀山湖路350号(72)发明人刘建国陈玖英许振宇阮俊阚瑞峰姚路张光乐戴云海刘文清(74)专利代理机构安徽合肥华信知识产权代理有限公司34112代理人余成俊(51)Int.Cl.G01N21/39(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图2页附图2页(54)发明名称一种精确测量高温气体光谱参数的装置(57)摘要本发明公开了一种精确测量高温气体光谱参数的装置，包括三温区高温真空管式炉、真空泵、套管、透光棒、水冷法兰；套管设置在三温区高温真空管式炉的炉腔内，套管的中段位于炉腔的恒温区，套管的两端伸出炉腔与水冷法兰连接，水冷法兰通过密封圈与套管的两端连接，使得套管的内腔气密；水冷法兰的端面上设有用于激光导入和导出的透明观察窗；套管内腔设有两根透光棒，透光棒置于炉腔两端的非恒温区内，透光棒外端紧贴透明观察窗；透光棒由支撑件支撑使得透光棒、套管、水冷法兰的轴心线相同；水冷法兰设有用于冷却水循环的进水口和出水口；其中一端的水冷法兰还设有进气口，另一端的水冷法兰设有排气口并与真空泵连接。CN103411918ACN103498ACN103411918A权利要求书1/1页1.一种精确测量高温气体光谱参数的装置，包括三温区高温真空管式炉和真空泵，所述三温区高温真空管式炉的炉腔包括中间的恒温区与位于两端的非恒温区，其特征在于：所述三温区高温真空管式炉的炉腔还包括套管、透光棒、水冷法兰；所述套管设置在三温区高温真空管式炉的炉腔内，套管的中段位于炉腔的恒温区，所述套管的两端伸出炉腔与水冷法兰连接，所述水冷法兰通过密封圈与套管的两端气密连接；所述水冷法兰的端面上设有用于激光导入和导出的透明观察窗；所述水冷法兰设有储水腔，所述储水腔设有用于冷却水循环的进水口和出水口；其中一端的水冷法兰设有用于待测气体的进气口，另一端的水冷法兰设有排气口；所述进气口与排气阀内均设有气阀，所述排气口与真空泵连接；所述套管内腔设有两根透光棒，两根透光棒分别位于炉腔两端的非恒温区内，所述透光棒的外端紧贴透明观察窗；所述透光棒通过支撑件支撑使得透光棒、套管、水冷法兰的轴心线位于同一直线上。2.根据权利要求1所述的精确测量装置，其特征在于：所述套管为氧化铝陶瓷材料制成。3.根据权利要求1所述的精确测量装置，其特征在于：所述透光棒为石英玻璃制成。4.根据权利要求1所述的精确测量装置，其特征在于：所述透光棒为蓝宝石材质或红宝石材质制成。5.根据权利要求1所述的精确测量装置，其特征在于：所述支撑件为氧化铝陶瓷材料制成。6.根据权利要求1所述的精确测量装置，其特征在于：所述透明观察窗为厚度由厚到薄的楔形玻璃。7.根据权利要求6所述的精确测量装置，其特征在于：所述楔形玻璃为石英玻璃。8.根据权利要求1所述的精确测量装置，其特征在于：所述密封圈为硅胶制成。9.根据权利要求1所述的精确测量装置，其特征在于：所述水冷法兰设有用于对套管内压强进行显示的真空计。10.根据权利要求1所述的精确测量装置，其特征在于：所述三温区高温真空管式炉带有三套温度控制装置和温度显示仪表。2CN103411918A说明书1/4页一种精确测量高温气体光谱参数的装置技术领域[0001]本发明涉及吸收光谱技术测量燃烧过程各参量领域，具体涉及一种精确测量高温气体光谱参数的装置。背景技术[0002]燃烧是最普遍的能量转换方式，各种航空航天发动机、工业燃烧炉等都是通过燃烧过程来转换能量的；燃烧又是一种复杂的物理化学过程,燃烧过程涉及的温度场、浓度场、速度场和压力场互相交错、相互影响、变化迅速。燃烧参数的监测为燃烧过程优化方法研究、提升发动机性能研究、新型飞行器技术研究提供了必要的分析基础。同时，对燃烧过程温度、组分浓度等参数进行实时监测对有效减少污染物的排放和提高燃料的燃烧效率有极为重要的作用。[0003]当前燃烧监测主要依赖于传统的接触式测量技术，限制了新型节能减排技术和新型飞行器的发展。基于可调谐激光吸收光谱技术的非接触光学测量技术是一种无干扰的测试手段，在不干扰流场情况下实现动态瞬时测量和空间立体测量，能达到时间信息和空间信息的高度结合及测量数据的高速处理，已成为国际航空航天发动机等领域的热门研究课题。[0004]基于可调谐半导体激光器的吸收光谱技术对燃烧流场组分分布、温度分布以及其它参量测量的精度和准度依赖于高温气体光谱参数的准确测量。科研中常利用H