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公开(公告)号：CN113252573B
公开(公告)日：2022-09-30
申请号：CN202110572615.1
申请日：2021-05-25
申请人： 哈尔滨工业大学
摘要： 本发明公开了一种基于腔增强的光热光谱痕量气体检测装置及方法，信号发生器产生的低频锯齿波和锁相放大器产生的高频正弦波被送入加法器，叠加后的信号构成激光波长的调制信号；调制信号被送入激光控制器中，通过温度和电流两个模块改变可调谐半导体激光器输出激光的波长，激光经激光准直系统后入射到待测气体气室中，待测目标气体吸收部分激光能量；激光从待测气体气室出射后经聚焦透镜光斑被聚焦到石英音叉叉指的根部位置，由于光致热弹性形变和压电效应，产生的振动信号转换为电信号并将此电信号输入到锁相放大器中进行谐波信号采集，谐波数据最后输入计算机中进行处理，反演气体浓度。本发明的装置具有灵敏度高、成本低、非接触式测量等优点。
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公开(公告)号：CN111220551B
公开(公告)日：2022-08-02
申请号：CN201911207243.1
申请日：2019-11-29
申请人： 哈尔滨工业大学
摘要： 本发明公开了一种基于音叉共鸣的光热光谱痕量气体检测装置及方法，所述装置包括激光器、激光准直系统、气室、第一石英音叉、第二石英音叉、阻抗放大器、控制与数据采集系统、计算机，其中：激光器经过控制与数据采集系统调制后输出激光，经激光准直系统后入射到气室内，待测目标气体吸收激光能量后，激光从气室出射并照射在第一石英音叉上；第一石英音叉吸收出射激光能量发生周期性的弹性形变进而产生振动，第二石英音叉产生共同振动，从而产生电流信号；阻抗放大器将电流信号放大为电压信号；控制与数据采集系统和计算机对放大后的电压信号进行采集和处理，反演出探测气体的浓度。本发明避免了热噪声源，减小了系统内噪声的引入。
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公开(公告)号：CN113252573A
公开(公告)日：2021-08-13
申请号：CN202110572615.1
申请日：2021-05-25
申请人： 哈尔滨工业大学
摘要： 本发明公开了一种基于腔增强的光热光谱痕量气体检测装置及方法，信号发生器产生的低频锯齿波和锁相放大器产生的高频正弦波被送入加法器，叠加后的信号构成激光波长的调制信号；调制信号被送入激光控制器中，通过温度和电流两个模块改变可调谐半导体激光器输出激光的波长，激光经激光准直系统后入射到待测气体气室中，待测目标气体吸收部分激光能量；激光从待测气体气室出射后经聚焦透镜光斑被聚焦到石英音叉叉指的根部位置，由于光致热弹性形变和压电效应，产生的振动信号转换为电信号并将此电信号输入到锁相放大器中进行谐波信号采集，谐波数据最后输入计算机中进行处理，反演气体浓度。本发明的装置具有灵敏度高、成本低、非接触式测量等优点。
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公开(公告)号：CN110118762A
公开(公告)日：2019-08-13
申请号：CN201910399987.1
申请日：2019-05-14
申请人： 哈尔滨工业大学
IPC分类号： G01N21/64
摘要： 火焰CH基和NO分子同步或选择性激发测量装置及方法，属于燃烧组分可视化研究技术领域。激光器、聚焦透镜及设于燃烧器中心平面的空间标定板依次设置，同一空间对焦板上的两台ICMOS相机均朝燃烧器设置且位于燃烧器两侧并距燃烧器光程相同，相机上有同轴设置且位于同一水平高度的滤光片，脉冲信号发生器的脉冲信号输出端与激光器及相机的信号输入端连接，相机的信号输出端与计算机信号输入端连接。本发明不干扰燃烧器燃烧场的火焰结构，装置简单，节约成本，实现了燃烧过程中的CH基与NO分子同步测量或者选择性测量，实现了同步激发或者选择性激发两种基团，对于燃烧学机理和控制污染物NO排放具有重要意义。
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公开(公告)号：CN105548023B
公开(公告)日：2019-04-02
申请号：CN201510990762.5
申请日：2015-12-28
申请人： 哈尔滨工业大学
IPC分类号： G01N21/17
摘要： 本发明公开了一种基于光纤谐振腔的倏逝波型光声光谱微量气体传感器及测量方法，所述传感器由半导体激光源、光纤合束器、锥形光纤、石英音叉、相位调制器构成，其测量方法如下：步骤一、半导体激光源发射出的激光输入光纤合束器，经相位调制器后使得光纤合束器构成光学谐振腔，光纤内的激光功率得到放大增强，继而使得锥形光纤处产生较强的光学倏逝场；步骤二、待测目标气体吸收锥形光纤处的倏逝波场能量，产生声波场，石英音叉探测声波信号，反演气体浓度。本发明有效地提高了激光激发功率，进而极大地改进了光声光谱气体传感器的探测灵敏度。
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公开(公告)号：CN109506810A
公开(公告)日：2019-03-22
申请号：CN201811447830.3
申请日：2018-11-29
申请人： 哈尔滨工业大学
摘要： 本发明公开了一种火焰二维温度场的多色测温装置及方法，所述装置包括四个窄带干涉滤光片、内部含有四个高速相机的四通道高速相机和计算机，所述四个高速相机的镜头前端依次安装带宽为10nm，中心波长为650nm、800nm、800nm、975nm的窄带干涉滤光片；所述计算机用于对四通道高速相机拍摄得到的不同瞬时对应四个中心波长的火焰图像使用MATLAB图像处理技术进行数据处理和通过比率的算法进行温度计算。本发明采用非接触式主动测量的燃烧诊断方法，可以对煤粉火焰燃烧温度进行准确的测量，可以测量煤粉燃烧火焰的二维平面温度场以及场温度分布梯度，可以追踪捕捉单颗粒煤粉从着火到燃尽的过程中燃烧温度随时间的变化。
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公开(公告)号：CN109239930A
公开(公告)日：2019-01-18
申请号：CN201811179312.8
申请日：2018-10-10
申请人： 哈尔滨工业大学
IPC分类号： G02B27/09
摘要： 本发明公开了一种自反馈式激光片状光束整形装置，所述装置包括光源、组件一、组件二、组件三、底座、观察室、ICCD相机一和ICCD相机二，所述光源、组件一、组件二、组件三和观察室沿X轴方向依次设置；所述ICCD相机一和观察室沿Y轴方向依次设置；所述观察室和ICCD相机二沿Z轴方向设置依次；所述光源发出的激光经组件一扩束、组件二准直、组件三整形形成平行于XOZ面的片状光束，片状光束激发观察室中的染料，沿Y轴方向的ICCD相机一获得ZOX平面的丙酮荧光分布图像，沿Z轴方向的ICCD相机二获得XOY平面的丙酮荧光分布图像。本发明优化了PLIF诊断系统的调整进程，解决了手动调整误差大且精度低的问题。
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公开(公告)号：CN105388618B
公开(公告)日：2017-09-12
申请号：CN201510954005.2
申请日：2015-12-15
申请人： 哈尔滨工业大学
IPC分类号： G02B27/09
摘要： 用于激光光谱技术的多维片状光束整形调节装置及方法，在PLIF诊断实验中，由于不同工况是需要片状光束以不同角度入射到实验区域中，现有技术仅能通过改变流场中模型的攻角实现该效果，手段单一费力且不灵活。本发明中包括激光光源、光阑、柱面负透镜、柱面正透镜一、柱面正透镜二和片光整形旋转架；所述片光整形旋转架包括底座、光阑用镜框、柱面负透镜用镜框、第一柱面正透镜用镜框、第二柱面正透镜用镜框、两个竖板、两个转盘和多根滑杆。本发明包括两种方法，方法一与方法二相同之处为前三步相似。方法二与方法一不同之处为方法二包括步骤四，步骤四为光线旋转步骤。本发明用于PLIF诊断实验中。
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公开(公告)号：CN105510233A
公开(公告)日：2016-04-20
申请号：CN201510984967.2
申请日：2015-12-25
申请人： 哈尔滨工业大学
CPC分类号： G01N21/1702 , G01N21/01 , G01N2021/0106 , G01N2021/1704 , G01N2201/08
摘要： 本发明公开了一种多点测量的光声光谱气体传感器及测量方法，所述光声光谱气体传感器由半导体激光源、光纤分束器、石英音叉、锁相放大器构成，其中：半导体激光器输出的激光束经光纤分束器分为N束激光后传输至N个石英音叉处，石英音叉将声波信号转化为电流信号传输至锁相放大器。利用其实现微量气体传感测量的方法如下：步骤一、半导体激光源发射出的激光通过光纤分束器将激光束分为N束，N>1；步骤二、待测目标气体吸收光纤分束器输出的激光能量，产生声波场，N个石英音叉接受声波信号并转化为电流信号，锁相放大器对此电流信号进行解调，反演气体浓度。本发明可以实现空间浓度场多点的同时测量，具有简单易行、可靠性高、成本低的优点。
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公开(公告)号：CN105388618A
公开(公告)日：2016-03-09
申请号：CN201510954005.2
申请日：2015-12-15
申请人： 哈尔滨工业大学
IPC分类号： G02B27/09
CPC分类号： G02B27/0966
摘要： 用于激光光谱技术的多维片状光束整形调节装置及方法，在PLIF诊断实验中，由于不同工况是需要片状光束以不同角度入射到实验区域中，现有技术仅能通过改变流场中模型的攻角实现该效果，手段单一费力且不灵活。本发明中包括激光光源、光阑、柱面负透镜、柱面正透镜一、柱面正透镜二和片光整形旋转架；所述片光整形旋转架包括底座、光阑用镜框、柱面负透镜用镜框、第一柱面正透镜用镜框、第二柱面正透镜用镜框、两个竖板、两个转盘和多根滑杆。本发明包括两种方法，方法一与方法二相同之处为前三步相似。方法二与方法一不同之处为方法二包括步骤四，步骤四为光线旋转步骤。本发明用于PLIF诊断实验中。
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