[实用新型]一种基于TDLAS的燃烧气体温度和多组分浓度测量系统

权利要求书

1.一种基于TDLAS的燃烧气体温度和多组分浓度测量系统，其特征在于：该基于TDLAS的燃烧温度和气体浓度的测量系统包括上位机、激光器，光开关、光电转换器和锁相放大器；

所述激光器和上位机电性连接，所述激光器用于发射n路第一激光，其中，1≤n≤N，N为待测气体组分数；所述n路第一激光的波段分别涵盖待测气体组分的分子吸收谱线范围；

所述光开关与激光器连接，所述光开关还和上位机电性连接，所述光开关用于将n路第一激光耦合成一路激光，并控制n路第一激光中每一路激光按预设时序交替输出；按预设时序交替输出的n路第一激光穿过燃烧气体，所述待测气体中的每一组分吸收与其对应的中心波长的第一激光；未被完全吸收的第一激光从所述燃烧气体出来形成n路第二激光；

所述光电转换器，其用于将按预设时序交替从所述燃烧气体出来的n路第二激光进行光电转换，依次形成n个电信号；

所述锁相放大器和光电转换器电性连接，所述锁相放大器用于对依次形成的n个电信号进行处理，依次产生n个二次谐波信号；

所述上位机用于对依次产生的n个二次谐波信号进行处理，以获取燃烧气体的温度和多组分浓度。

2.如权利要求1所述的基于TDLAS的燃烧气体温度和多组分浓度测量系统，其特征在于：所述基于TDLAS的燃烧气体温度和多组分浓度测量系统还包括激光控制器，所述激光控制器同时和激光器、上位机电性连接，所述激光控制器用于控制激光器发出第一激光。

3.如权利要求2所述的基于TDLAS的燃烧气体温度和多组分浓度测量系统，其特征在于：所述基于TDLAS的燃烧气体温度和多组分浓度测量系统还包括信号发生器，所述上位机通过信号发生器和激光控制器电性连接，所述信号发生器用于输出控制信号给激光控制器，以使激光控制器控制激光器，信号发生器还发出参考信号给锁相放大器；所述锁相放大器对依次形成的n个电信号进行处理时，还对参考信号进行处理，以依次产生n个二次谐波信号。

4.如权利要求1所述的基于TDLAS的燃烧气体温度和多组分浓度测量系统，其特征在于：所述基于TDLAS的燃烧气体温度和多组分浓度测量系统还包括光纤准直器，所述光纤准直器和光开关连接，所述光纤准直器用于将按预设时序交替输出的n路第一激光校正为一路平行激光。

5.如权利要求1所述的基于TDLAS的燃烧气体温度和多组分浓度测量系统，其特征在于：所述基于TDLAS的燃烧气体温度和多组分浓度测量系统还包括凸透镜，所述凸透镜用于将穿过所述燃烧气体形成的第二激光进行汇聚。

6.如权利要求3所述的基于TDLAS的燃烧气体温度和多组分浓度测量系统，其特征在于：所述基于TDLAS的燃烧气体温度和多组分浓度测量系统还包括采集卡，所述采集卡和锁相放大器电性连接，所述采集卡还和上位机电性连接，所述采集卡用于将依次产生的n个二次谐波信号转换成数字信号传输给上位机。

7.如权利要求4所述的基于TDLAS的燃烧气体温度和多组分浓度测量系统，其特征在于：所述光开关与激光器连接时，和/或光纤准直器连接时采用单模光纤连接。

8.如权利要求1所述的基于TDLAS的燃烧气体温度和多组分浓度测量系统，其特征在于：所述激光器为DFB激光器。

9.如权利要求1所述的基于TDLAS的燃烧气体温度和多组分浓度测量系统，其特征在于：激光器包括n个，每一个激光器发射一路第一激光。

10.如权利要求1所述的基于TDLAS的燃烧气体温度和多组分浓度测量系统，其特征在于：所述待测气体温度利用双吸收谱线气体进行反演；所述待测气体浓度利用单/双吸收谱线气体进行反演，所述待测气体组分包括H₂O，所述待测气体组分还包括CO、CO₂和NO中至少一个，所述待测气体温度利用H₂O双吸收谱线进行反演；

对应H₂O，所述第一激光的中心波长范围为1393.8nm～1401.8nm；

对应CO和CO₂，所述第一激光的中心波长范围为1575nm～1563nm；

对应NO，所述第一激光的中心波长范围为5259nm～5267nm。