[发明专利]一种发动机羽流场速度温度同步测量系统

权利要求书

1.一种发动机羽流场速度温度同步测量系统，其特征在于，包括：

四个中红外激光器，所述四个中红外激光器分成两个一组，其中一组用于发射分别具有针对水分子高低温敏感的不同波长的2束第一中红外激光，另一组用于发射分别具有针对二氧化碳分子高低温敏感的不同波长的2束第二中红外激光；

信号发生器，所述信号发生器将2束第一中红外激光和2束第二中红外激光通过时分复用技术分别调制成一束高频第一中红外激光和一束高频第二中红外激光；

两个光纤放大器，分别用于将一束高频第一中红外激光和一束高频第二中红外激光放大至所需功率并通过光纤熔接方法分成两组多路平行激光；

两组光纤耦合器，每组所述光纤耦合器通过一个安装框架安装在发动机出口处，两个所述安装框架相互垂直，使得两组多路平行激光相互垂直，每组所述光纤耦合器包括一一对应的多个发射端光纤耦合器和多个接收端光纤耦合器，所述发射端光纤耦合器通过光纤连接所述光纤放大器；

光电探测器，所述光电探测器通过光纤与所述接收端光纤耦合器连接；

数据采集装置，所述数据采集装置与所述光电探测器电连接，用于实时采集经过火箭发动机羽流场的气态分子吸收后的光电信号并处理成相应光谱数据；以及

主机，所述主机通过内置的光谱处理软件对光谱数据进行处理，同步得到发动机羽流场的速度和温度。

2.如权利要求1所述的发动机羽流场速度温度同步测量系统，其特征在于，所述信号发生器、激光器、光纤放大器、光电探测器、数据采集装置和主机集成在控制柜中。

3.如权利要求2所述的发动机羽流场速度温度同步测量系统，其特征在于，所述激光器为半导体激光器，其发射的激光的功率为3mW，并且所述光纤放大器为EDFA光纤放大器，用于将高频中红外激光的功率放大至1W。

4.如权利要求1所述的发动机羽流场速度温度同步测量系统，其特征在于，所述发射端光纤耦合器和所述接收端光纤耦合器安装在所述安装框架的同一侧上，并且在所述安装框架的与光纤耦合器相对的一侧上安装有反射镜。

5.如权利要求1或4所述的发动机羽流场速度温度同步测量系统，其特征在于，两个所述安装框架与发动机羽流场的速度方向的夹角分别为45度和135度。

6.如权利要求1或4所述的发动机羽流场速度温度同步测量系统，其特征在于，每组所述发射端光纤耦合器和所述接收端光纤耦合器的数量均为16个。

7.如权利要求5所述的发动机羽流场速度温度同步测量系统，其特征在于，所述光纤为单模保偏光纤。

8.如权利要求1所述的发动机羽流场速度温度同步测量系统，其特征在于，2束所述第一中红外激光的两个波长分别为1392nm和1398nm，以及2束所述第二中红外激光的两个波长分别为4.17微米和4.19微米。

9.如权利要求1所述的发动机羽流场速度温度同步测量系统，其特征在于，所述高频第一中红外激光和所述高频第二中红外激光的频率为1Mhz。

10.如权利要求1所述的发动机羽流场速度温度同步测量系统，其特征在于，所述光电探测器为InGaSn探测器。