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公开(公告)号：CN113252204A
公开(公告)日：2021-08-13
申请号：CN202110365293.3
申请日：2021-04-01
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01K11/00
摘要： 本发明提出一种基于幅度调制的激光吸收光谱温度测量方法，用于目标气体温度的快速抗干扰测量；所用元件包括：两个可调谐二极管激光器、光纤合束器、马赫曾德干涉仪、光纤分束器、准直镜和两个光电探测器。该方法包括以下步骤：调整激光器的注入电流，令激光在目标气体吸收谱线处线性扫描，将两束覆盖不同吸收谱线的激光，经过光纤合束器后通过马赫曾德干涉仪，产生载波信号；通过光纤分束器使一束激光经过准直镜后穿过目标气体；另一束激光通过无吸收的光路到达探测器。对探测信号进行计算得到光谱吸收面积，进而得到目标气体的温度。本发明的温度测量方法结构简单，适于硬件实现，具有强抗干扰能力，在气体参数实时监测方面具有广阔的前景。
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公开(公告)号：CN110514622B
公开(公告)日：2020-07-31
申请号：CN201910782513.5
申请日：2019-08-23
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 本发明提出一种基于直方图信息的二维温度和浓度重建系统与方法，属于可调谐二极管激光吸收光谱技术领域，用于二维温度和浓度重建。重建系统包括激光控制与发生模块、光纤分束器、用于光束转换和探测接收的传感器、用于波数转换的马赫曾德干涉仪和光电探测器、数据采集系统、计算机等。重建方法包括：波长扫描的激光经分束后，一路接入马赫曾德干涉仪被光电探测器接收，其余路经扩束后穿过待测区域被光电探测板接收，获得各光线上的吸收谱；根据温度和浓度重建范围及光路排布计算重建矩阵；使用迭代算法求解重建模型，获得二维温度和浓度分布。本发明能有效利用吸收谱信息，增加了独立方程数目，提高了二维温度和浓度分布重建的速度和准确度。
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公开(公告)号：CN114993987B
公开(公告)日：2024-04-30
申请号：CN202210533640.3
申请日：2022-05-16
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 本发明提出基于吸收光谱幅值调制的温度及气体浓度测量方法与系统；系统所用元件包括：可调谐二极管激光器、马赫曾德干涉仪、准直镜、光电探测器、带通滤波器、模拟乘法器和低通滤波器等；该方法包括以下步骤：激光器发出的激光经马赫曾德干涉仪调制后变为高频幅值调制激光，高频幅值调制激光经准直镜准直后穿过待测气体，然后被光电探测器探测并被转换为电压信号，信号依次通过带通滤波器、模拟乘法器以及低通滤波器，最终得到包含直接吸收光谱的解调信号，根据解调信号提取气体的吸收光谱，根据吸收光谱计算得到光路上的温度及气体浓度；本发明提出的测量方法与系统可有效抑制背景辐射扰动的影响，在气体参数实时监测方面具有广阔的前景。
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公开(公告)号：CN114993941B
公开(公告)日：2024-04-12
申请号：CN202210371255.3
申请日：2022-04-11
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01N21/01 , G01N21/3504
摘要： 本发明提出一种免标定抗振动的吸收光谱测量方法与系统，由激光发射模块、分光器、动镜、定镜、光电探测器和数据采集处理模块等构成，在进行测量时，激光发生模块发出一束标准波长的激光和一束频率变化的扫频激光，两束激光合束后，经准直透镜照射到迈克尔逊红外干涉系统的动镜和定镜上，在动镜移动的情况下，两束光分别产生干涉，干涉信号叠加后的光强被光电探测器接收。通过测量得到的非标准拍的包络与被调制周期信号的周期比，以标准波长的激光为参考，确定待测光的绝对波长，进而获得吸收光谱数据。本发明消除了传统傅里叶红外光谱仪动镜移动速度不均等因素导致的误差，可实现对气体吸收光谱的宽范围的高精度测量，具有广阔的应用前景。
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公开(公告)号：CN117825630A
公开(公告)日：2024-04-05
申请号：CN202410001846.0
申请日：2024-01-02
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01N33/00
摘要： 本发明公开了一种高温高速气流总温、静温、动温、流速同步测量系统，所用器件包括B型热电偶、温度变送器、两个可调谐二极管激光器、信号发生器、光纤耦合器、准直镜、抛物面反射镜、光电探测器、数据采集卡、高温合金安装座、热电偶支管、光学探测支管以及笼式结构安装配件；测量系统用热电偶和激光吸收光谱技术分别测量高温高速气流总温和静温，再根据高温高速气流总温、静温、动温和流速之间的关系，求取流场待测点气流的动温和流速；本发明实现了高温高速气流总温、静温、动温、流速的同步测量，具有成本低、体积小、便于携带、数据处理快等优点，可广泛用于燃气轮机和航空发动机等领域。
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公开(公告)号：CN114993987A
公开(公告)日：2022-09-02
申请号：CN202210533640.3
申请日：2022-05-16
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 本发明提出基于吸收光谱幅值调制的温度及气体浓度测量方法与系统；系统所用元件包括：可调谐二极管激光器、马赫曾德干涉仪、准直镜、光电探测器、带通滤波器、模拟乘法器和低通滤波器等；该方法包括以下步骤：激光器发出的激光经马赫曾德干涉仪调制后变为高频幅值调制激光，高频幅值调制激光经准直镜准直后穿过待测气体，然后被光电探测器探测并被转换为电压信号，信号依次通过带通滤波器、模拟乘法器以及低通滤波器，最终得到包含直接吸收光谱的解调信号，根据解调信号提取气体的吸收光谱，根据吸收光谱计算得到光路上的温度及气体浓度；本发明提出的测量方法与系统可有效抑制背景辐射扰动的影响，在气体参数实时监测方面具有广阔的前景。
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公开(公告)号：CN110514622A
公开(公告)日：2019-11-29
申请号：CN201910782513.5
申请日：2019-08-23
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 本发明提出一种基于直方图信息的二维温度和浓度重建系统与方法，属于可调谐二极管激光吸收光谱技术领域，用于二维温度和浓度重建。重建系统包括激光控制与发生模块、光纤分束器、用于光束转换和探测接收的传感器、用于波数转换的马赫曾德干涉仪和光电探测器、数据采集系统、计算机等。重建方法包括：波长扫描的激光经分束后，一路接入马赫曾德干涉仪被光电探测器接收，其余路经扩束后穿过待测区域被光电探测板接收，获得各光线上的吸收谱；根据温度和浓度重建范围及光路排布计算重建矩阵；使用迭代算法求解重建模型，获得二维温度和浓度分布。本发明能有效利用吸收谱信息，增加了独立方程数目，提高了二维温度和浓度分布重建的速度和准确度。
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公开(公告)号：CN118068040A
公开(公告)日：2024-05-24
申请号：CN202410195346.5
申请日：2024-02-22
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 本发明提出一种基于干涉波形同步可调谐吸收光谱的气体流速测量方法；方法所用元件包括：可调谐二极管激光器、马赫曾德光纤干涉仪、准直镜、光电探测器、信号采集装置及计算机；该方法包括以下步骤：激光器发出扫频激光，激光进入马赫曾德光纤干涉仪，激光光强产生干涉波形；干涉仪出射激光一分为二，一束激光顺气流方向倾斜穿过流场，一束激光逆气流方向倾斜穿过流场；两束激光经光电转换、信号采集后上传至计算机；利用干涉波形对两束激光进行同步，之后经解调、提取吸收光谱及提取光谱中心得到气体吸收谱线频移，依据多普勒原理，计算得到气体流速；本发明提出的测量方法与系统可有效抑制相位噪声的影响，在气体流速测量方面具有广阔的前景。
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公开(公告)号：CN114384045B
公开(公告)日：2024-01-12
申请号：CN202210035824.7
申请日：2022-01-10
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 境监测、工业检测等各种场合的痕量气体监测。本发明公开了一种痕量气体浓度和路径长度实时检测系统与方法，所用器件包括信号发生器、可调谐激光器、光隔离器、波分复用器、光纤分束器、准直镜、抛物面反射镜、角锥棱镜、分束镜、光电探测器和数据采集卡等；频率线性变化的激光被光纤分束器分成参考光和测量光，测量光穿过目标气体后，被角锥棱镜原路反射，由抛物面反射镜接收；测量光和不穿过目标气体的参考光经分束镜合束后，拍频信号经光电探测器和采集卡，上传至计算机中实时处理，反演出气体
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公开(公告)号：CN114993941A
公开(公告)日：2022-09-02
申请号：CN202210371255.3
申请日：2022-04-11
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01N21/01 , G01N21/3504
摘要： 本发明提出一种免标定抗振动的吸收光谱测量方法与系统，由激光发射模块、分光器、动镜、定镜、光电探测器和数据采集处理模块等构成，在进行测量时，激光发生模块发出一束标准波长的激光和一束频率变化的扫频激光，两束激光合束后，经准直透镜照射到迈克尔逊红外干涉系统的动镜和定镜上，在动镜移动的情况下，两束光分别产生干涉，干涉信号叠加后的光强被光电探测器接收。通过测量得到的非标准拍的包络与被调制周期信号的周期比，以标准波长的激光为参考，确定待测光的绝对波长，进而获得吸收光谱数据。本发明消除了传统傅里叶红外光谱仪动镜移动速度不均等因素导致的误差，可实现对气体吸收光谱的宽范围的高精度测量，具有广阔的应用前景。
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