[发明专利]一种用于高空间分辨率气体测量的激光检测装置及方法

权利要求书

1.一种用于高空间分辨率气体测量的激光检测装置，其特征在于：包括激光扩束器以及带电子滚动快门红外相机；所述激光扩束器以及所述带电子滚动快门红外相机相对设置在待测气体流场两端；

激光器通过激光准直器与所述激光扩束器之间光路连接；

所述带电子滚动快门红外相机前设有带通滤光片；

所述带电子滚动快门红外相机连接用于采集图像数据的计算机。

2.根据权利要求1所述的一种用于高空间分辨率气体测量的激光检测装置，其特征在于：所述激光器连接用于控制输出波长的激光控制器。

3.根据权利要求2所述的一种用于高空间分辨率气体测量的激光检测装置，其特征在于：所述激光控制器连接用于输入信号的信号发生器。

4.一种用于高空间分辨率气体测量的激光检测方法，其特征在于：使用如上述权利要求1-3任一所述的一种用于高空间分辨率气体测量的激光检测装置；包括如下步骤：

步骤1：依据带电子滚动快门红外相机得到的激光经过待测气体流场后的灰度图像，提取所有像素点的灰度值，将提取的灰度值按照电子滚动快门扫描的方向依次排列即可获得不同空间位置的吸收信号，计算吸光度α_v；

其中，α_v是吸光度，I_t是经过待测气体吸收后的激光光强，I₀是没有经过待测气体吸收后的激光光强；v是波数；

在频域上，对上式求积分，得到积分吸光度A：

A＝∫α_νdν

其中A是积分吸光度，V是波数；

步骤2：计算待测气体流场的气体浓度x；

其中，P是气体总压强，T是温度，S_i为i谱线线强，L是激光穿过待测气体的光程，A是积分吸光度。