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公开(公告)号：CN117168642A
公开(公告)日：2023-12-05
申请号：CN202310908526.9
申请日：2023-07-24
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 本发明公开了基于三波长剪切干涉图的燃烧场瞬态温度场测量方法与系统，所用器件包括激光器、分光镜、扩束球透镜、汇聚透镜、反射镜、待测燃烧场、平面平晶、分光光栅和CCD相机等；三个激光器出射的激光经准直、扩束、汇聚后由反射镜反射通过待测燃烧场，再由平面平晶进行剪切干涉，干涉后光束经汇聚、分离后，被相机采集；利用图像识别相位提取算法得到初步的相位分布，再利用多波长光程迭代修正方法修正相位，使用阿贝尔逆变换得到折射率分布，通过格拉斯通‑戴尔模型(G‑D模型)和理想气体方程，进而得到燃烧场的温度分布；本发明具有结构简单、灵敏度高、响应快、空间分辨率高、非接触测量等优点，可用于极端燃烧的瞬态温度分布测量。
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公开(公告)号：CN116295907A
公开(公告)日：2023-06-23
申请号：CN202310376823.3
申请日：2023-04-11
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 本发明提出一种基于单腔双光梳的温度测量方法与装置，属于激光吸收光谱技术领域。单腔双光梳发生模块产生重频略有差异的探测光梳和本振光梳；温度控制模块使单腔双光梳发生模块工作于恒温环境；探测光梳和本振光梳分别进行放大和光谱展宽后；经过一个2*1光纤耦合器合束，再进入一个光学带通滤波器滤波；滤波后的双光梳穿过待测气体介质，并由光电探测器探测得到双光梳间异步采样的干涉信号；利用信号采集与处理模块采集经电学低通滤波器滤波后的干涉信号，获得气体吸收谱，最后通过频域差分和时域分离，利用多光谱拟合方法求解气体温度。本发明结合单腔双光梳的光谱分辨率高、相干性高、光谱宽等优点以及多光谱拟合算法的鲁棒性高、抗噪声能力以及免疫基线能力强等优点实现了气体吸收光谱测量与温度测量，具有广阔的应用前景。
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公开(公告)号：CN115639171A
公开(公告)日：2023-01-24
申请号：CN202211356807.X
申请日：2022-11-01
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01N21/39
摘要： 本发明提供了一种抑制乘性噪声的激光吸收光谱提取方法与系统。系统包括测试激光发生模块、无吸收激光发生模块、光纤耦合器、光纤分束器、干涉仪、光电探测器、数据采集模块、在线补偿模块与计算机。测试激光发生模块产生扫描的激光经分光后一束由干涉仪记录波长，另一束与无吸收激光发生模块产生的正弦调制激光经过光纤耦合器合束后由准直镜发出，穿过待测气体被光电探测器探测，由数据采集模块采集后经在线补偿模块将测试激光与无吸收激光分开，并利用无吸收激光的强度变化补偿光线偏折效应带给测试激光的强度变化，实现准确的吸收光谱提取。该发明结构简单，能够克服光线偏折效应对激光吸收光谱的干扰，在燃烧诊断等动态吸收光谱测试领域有广阔应用前景。
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公开(公告)号：CN115639170A
公开(公告)日：2023-01-24
申请号：CN202211356722.1
申请日：2022-11-01
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 本发明提供了一种基于波分复用的抗光学偏折吸收谱提取方法与系统。系统包括吸收激光发生模块、参考激光发生模块、光纤耦合器、分束器、干涉仪、光纤准直镜对、波分复用器、光电探测器、数据采集模块与计算机。吸收激光发生模块发出的激光分成两束；一束由干涉仪记录波长，另一束与参考激光发生模块发出的无吸收谱段激光合束后通过光纤准直镜发出；合束激光穿过待测气体后由光纤准直镜收集到波分复用器中进行分束，再分别由两个光电探测器将光强信号转换成电压信号；利用参考激光的强度变化补偿光线偏折效应导致的吸收激光的强度变化，进而实现吸收光谱的准确提取。该发明能够克服光线偏折效应对激光吸收光谱的干扰，在燃烧诊断等动态吸收光谱测试领域有广阔应用前景。
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公开(公告)号：CN115343233A
公开(公告)日：2022-11-15
申请号：CN202210413559.1
申请日：2022-04-14
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01N21/31
摘要： 本发明公开了一种开放路径上痕量气体浓度的实时测量方法与装置，所用器件包括信号发生器、两个可调谐二极管激光器、两个光隔离器、两个光功率放大器、波分复用器、两个光纤分束器、两个准直镜、抛物面反射镜、角锥棱镜、二向色镜、分束镜、四个光电探测器、三个窄带滤光片、高通滤波器、低通滤波器和数据采集卡等；使用测量光与参考光的拍频信号进行路径距离测量，使用两个易获取的吸收谱线进行路径平均温度测量，使用单个待测气体的吸收谱线进行绝对浓度测量，降低了对待测气体吸收谱线的依赖；本发明可以同时测量开放路径上的气体浓度、路径平均温度和路径距离，可应用于农田、畜牧场、城市等区域温室气体含量的长期监测。
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公开(公告)号：CN112134567B
公开(公告)日：2022-10-25
申请号：CN202010891915.1
申请日：2020-08-28
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： H03M7/30
摘要： 本发明提出一种吸收光谱数据的自适应实时压缩方法与系统。系统包括基于FPGA的激光器控制模块、预处理模块、提升小波变换模块、量化模块、位数处理模块、改进游程编码模块和数据传输模块组成的吸收光谱信号压缩模块。通过控制激光器调制激光的扫描波形函数，进行控制与测量的精准同步，并实现吸收光谱信号的切分预处理，再经提升小波变换和改进游程编码两级处理，结合阈值调整实现压缩率自适应的吸收光谱信号实时压缩。本发明的特点在于可控制扫描波形得到具有已知数据特征的吸收光谱信号，并利用FPGA的并行计算优势进行信号实时处理，降低了光谱数据压缩的硬件实现难度，有高压缩率、低损失率、自适应性和实时性的特点及广阔的应用前景。
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公开(公告)号：CN114936340A
公开(公告)日：2022-08-23
申请号：CN202210356166.1
申请日：2022-03-29
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 本发明提出一种适用于双线激光吸收谱测温的谱线优化选取方法，构建了谱线组合测温误差模型。将可覆盖的谱线分组并每组选出一个代表谱线，计算所有代表谱线两两组合的测温误差，确定误差最小的组合对应的两个分组；遍历两个分组的所有谱线组合的测温误差，确定误差最小的组合为初步结果。从其他分组中构造测试集，若测试集所有组合的测温误差均大于初步结果，则测试通过；若存在谱线组合，其测温误差小于初步结果，则将该组合加入代表谱线集合，补充计算集合中新增谱线组合的测温误差，重新执行谱线选择和测试程序，直到选出的谱线组合能通过测试，即确定为谱线选择结果。该方法可以用较小的计算量，指导吸收光谱双线法测温的最优谱线选取。
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公开(公告)号：CN114777931A
公开(公告)日：2022-07-22
申请号：CN202210444910.3
申请日：2022-04-26
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 本发明提供了一种基于关联成像的物体表面温度分布测量方法与系统。系统包括待测对象、数字微镜阵列DMD及其控制模块、不同中心波长的光学滤波片、双通道信号采集系统、光电探测器和FPGA等；待测对象发出的光辐射通过DMD反射，DMD再按照一定的规律翻转，两束反射光通过两个中心波长不同的光学滤波片后被光电探测器接收到并转换为电信号输出，利用双通道信号采集模块对光强数据进行采集并导入FPGA中，再基于关联成像原理和比色法测温原理利用FPGA实时解算出待测对象的温度分布。本发明利用DMD两个方向同时探测获取待测对象两个波长的辐射光谱，进而利用FPGA获得温度分布，具有集成度高、响应迅速的特点，在表面温度测量领域具有广阔的应用前景。
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公开(公告)号：CN114518181A
公开(公告)日：2022-05-20
申请号：CN202210116010.6
申请日：2022-01-25
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 本发明提出一种基于波长调制剪切干涉的火焰温度分布测量系统与方法，包括信号发生器、可调谐二极管激光器、准直镜、球透镜、第一凸透镜、待测火焰、平面反射镜、平行玻璃平板、第二凸透镜和高速相机。激光器发出的激光经准直镜、球透镜、第一凸透镜和平面反射镜后，在平行玻璃平板前后两个表面反射，两束反射光交叠区域的干涉图被第二凸透镜缩小至高速相机接收。在具体测量过程中，空场和燃烧状态下快速调制入射激光的波长，在每个像素点上提取两条干涉光强曲线的相移，求出待测火焰的差分相位分布，进而求解火焰折射率和温度分布。本发明无需预先标定调制过程中的波长，可以实现对动态火焰温度分布的快速非接触测量，具有广阔的应用前景。
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公开(公告)号：CN109900751B
公开(公告)日：2020-12-04
申请号：CN201910143619.0
申请日：2019-02-27
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01N27/22
摘要： 本发明涉及一种便携式电容层析成像测量装置，其特征在于主要包括五个部分：电源模块(1)、时钟与控制模块(2)、信号发生模块(3)、电容测量模块(4)和数据采集与传输模块(5)；电路的各个模块统一连接到标准总线接口，通过工业标准总线进行供电和通讯；每个模块包括对应的模拟电路和数字逻辑电路；电源模块(1)由锂电池和电源管理电路组成；时钟与控制模块(2)由晶振电路、控制时钟和开关电路组成；信号发生模块(3)由查找表寄存器和数‑模转换电路组成；电容测量模块(4)由电流‑电压转换电路和数字解调器组成；数据采集与传输模块(5)由片上存储电路和通用串行总线通讯电路组成。
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