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公开(公告)号：CN112611477B
公开(公告)日：2022-10-28
申请号：CN202011479263.7
申请日：2020-12-14
Applicant: 东南大学
Abstract: 本发明涉及一种激光吸收光谱扫描光路重建燃烧火焰温度场的装置，包括函数发生器、激光控制器、分布反馈式激光器、光纤分束器、反射镜和激光发射接收装置、中空回射器和信号处理组件，反射镜、激光发射接收装置与光纤分束器调制后的光束数目分别对应；光纤分束器将分布反馈式激光器调制后的激光分成多束，每一束由对应的激光发射接收装置发射到对应的反射镜，反射镜由高速步进电机带动旋转，分布于空间中确保光路扫过整个待测区域，经中空回射器平行返回，被激光发射接收装置接收并转换为电信号，得到光强信号。本发明实现了信号收发一体，减少了测量部件，小型化集成，可实现快速重建温度场，能够获得更加全面的光路信息，提高了测量精度。
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公开(公告)号：CN111474138A
公开(公告)日：2020-07-31
申请号：CN202010314386.9
申请日：2020-04-20
Applicant: 东南大学
Abstract: 本发明公开了一种基于高频参考光频分复用技术的气体浓度测量装置，本发明还公开了一种基于高频参考光频分复用技术的气体浓度测量方法。本发明将高频参考光路与波长调制测量光路进行耦合，实现对干扰信号的提取与探测光强的修正进而准确提取探测光强的谐波信号，提高了气体参数测量的准确性，拓展了光谱吸收法的应用范围；本发明方法具有适用性好，应用场景广泛等特点，因此本发明方法对于航空航天发动机燃烧室等复杂环境下火焰温度、组分浓度的检测具有重要的应用价值。
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公开(公告)号：CN108680474A
公开(公告)日：2018-10-19
申请号：CN201810328549.1
申请日：2018-04-13
Applicant: 东南大学
IPC: G01N15/06
CPC classification number: G01N15/06 , G01N2015/0693
Abstract: 本发明公开了一种基于调制散射光强的颗粒物浓度测量装置，包括激光光源模块、光电转换模块、数据采集模块、数据处理模块和系统控制模块；激光光源模块前端设有准直元件，光电转换模块设置在待测区域的前向小角15°处；激光光源模块发出的激光经准直元件准直后穿过待测区域，待测区域中的颗粒物对入射激光进行散射，散射光强被布置在待测区域前向小角15°处的光电转换模块接收，光电转换模块将光信号转化成为电信号后经数据采集模块A/D转换后进入数据处理模块处理；系统控制模块通过数字调制信号发生器发生调制信号对激光光源模块发出的激光进行正弦调制。本发明还公开了一种基于调制散射光强的颗粒物浓度的测量方法。
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公开(公告)号：CN106483088A
公开(公告)日：2017-03-08
申请号：CN201611230406.4
申请日：2016-12-27
Applicant: 东南大学
IPC: G01N21/33
CPC classification number: G01N21/33
Abstract: 本发明公开了一种基于紫外光调制的气体浓度测量装置，依次包括信号发送模块、气体测量模块、信号接收模块以及信号处理模块；信号发送模块包括由紫外石英光纤连接的紫外氘灯光源和光学斩波器；气体测量模块包括伴热管带、气池以及包裹在气池外的加热模块；信号接收模块由以CCD阵列为检测核心的光谱仪组成；待测气体通过伴热管带预热后进入气池，加热模块使气池维持在设定温度，紫外氘灯光源发出的光经光学斩波器调制后由紫外石英光纤传输至气池的入射口，经待测气体吸收后由光谱仪接收信号，传输至信号处理模块进行处理。本发明还公开了一种基于紫外光调制的气体浓度测量方法，其能够极大提高测量信号的信噪比，非常适用于低浓度气体的监测。
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公开(公告)号：CN115015113B
公开(公告)日：2025-04-04
申请号：CN202210478845.6
申请日：2022-05-05
Applicant: 东南大学
Abstract: 本发明涉及一种基于信号功率谱分析的光谱气体参数测量方法及装置，方法包括：获得调制光；将调制光经光纤分束器分为三束光，一束穿过测量池得到含有气体浓度信息的透射光强信号#imgabs0#一束得到背景光强信号I0(t)；另一束得到含有时频关系的标准具信号Iυ(t)；将Iυ(t)结合初始设定浓度值X转换得光谱吸收率信号α(υ)；将I0(t)与α(υ)结合，依据Beer‑Lambert定律得仿真透射光强信号#imgabs1#采用功率谱密度分析算法分析#imgabs2#得到在频域内二次谐波和一次谐波的功率比值RS，进而得到表示X与对应RS之间关系的RS‑X数据库；采用功率谱密度分析算法分析#imgabs3#得在频域内二次谐波和一次谐波的功率比值RM，将RM代入RS‑X数据库，插值获取到气体浓度的测量值XM。提高了气体参数测量的灵敏度与精度。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN112816092B
公开(公告)日：2022-10-25
申请号：CN202011479940.5
申请日：2020-12-14
Applicant: 东南大学
IPC: G01K11/00
Abstract: 本发明提供了一种重建高温气体温度浓度场分布的方法，激光快速扫描待测高温区域，采用双谱线固定点波长调制时分复用法测温度浓度，通过数字锁相低通滤波技术提取各次谐波信号，然后对其进行扣除背景一次谐波归一化处理，通过峰值与温度浓度成比例关系特点获得单线温度浓度值，为区域温度场、浓度场的重建提供投影数据。获得投影数据后，将待测区域网格离散化，利用重建迭代算法实现对温度场、气体浓度场的反演。与传统的算法相比，本发明在重建图像的质量上有很大的提高，有效的改善了传统迭代法产生的边缘效应，使得重建精度大大提高，并可以很好地应用于非对称场的少数投影重建。
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公开(公告)号：CN115015113A
公开(公告)日：2022-09-06
申请号：CN202210478845.6
申请日：2022-05-05
Applicant: 东南大学
Abstract: 本发明涉及一种基于信号功率谱分析的光谱气体参数测量方法及装置，方法包括：获得调制光；将调制光经光纤分束器分为三束光，一束穿过测量池得到含有气体浓度信息的透射光强信号一束得到背景光强信号I0(t)；另一束得到含有时频关系的标准具信号Iυ(t)；将Iυ(t)结合初始设定浓度值X转换得光谱吸收率信号α(υ)；将I0(t)与α(υ)结合，依据Beer‑Lambert定律得仿真透射光强信号采用功率谱密度分析算法分析得到在频域内二次谐波和一次谐波的功率比值RS，进而得到表示X与对应RS之间关系的RS‑X数据库；采用功率谱密度分析算法分析得在频域内二次谐波和一次谐波的功率比值RM，将RM代入RS‑X数据库，插值获取到气体浓度的测量值XM。提高了气体参数测量的灵敏度与精度。
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公开(公告)号：CN112611477A
公开(公告)日：2021-04-06
申请号：CN202011479263.7
申请日：2020-12-14
Applicant: 东南大学
Abstract: 本发明涉及一种激光吸收光谱扫描光路重建燃烧火焰温度场的装置，包括函数发生器、激光控制器、分布反馈式激光器、光纤分束器、反射镜和激光发射接收装置、中空回射器和信号处理组件，反射镜、激光发射接收装置与光纤分束器调制后的光束数目分别对应；光纤分束器将分布反馈式激光器调制后的激光分成多束，每一束由对应的激光发射接收装置发射到对应的反射镜，反射镜由高速步进电机带动旋转，分布于空间中确保光路扫过整个待测区域，经中空回射器平行返回，被激光发射接收装置接收并转换为电信号，得到光强信号。本发明实现了信号收发一体，减少了测量部件，小型化集成，可实现快速重建温度场，能够获得更加全面的光路信息，提高了测量精度。
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公开(公告)号：CN112213283A
公开(公告)日：2021-01-12
申请号：CN202010967494.6
申请日：2020-09-15
Applicant: 江苏方天电力技术有限公司 , 东南大学江北新区创新研究院
IPC: G01N21/39
Abstract: 本发明公开了一种气体浓度测量方法，属于激光吸收光谱技术领域。传统的免标定方法是利用激光器调制波长通过被测气体的特征吸收区，将通过基准气体和待测气体后两路光信号，利用数字锁相滤波技术处理后得到二次谐波与一次谐波比值，由此确定谐波的峰值点的高度。再根据测量确定的峰值点值，比较现有数据库中已有峰值点高度值，根据峰值点的高度值的差值反演出待测气体的浓度。而本发明所采用的半标定法则是免标定法的基础上，通过定期测量已知浓度的标定气体的峰值点，按原数据库中比例对该数据库中的数据进行修正，以此提高测量的精确度。该方法相比于传统免标定法测量精确度大幅度提高，同时相比于标定方法也可大量节省时间和计算成本。
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公开(公告)号：CN106969800B
公开(公告)日：2019-10-11
申请号：CN201710306927.1
申请日：2017-05-03
Applicant: 东南大学
Abstract: 本发明公开了一种利用单条谱线同时测量气体温度和浓度的装置，还公开了一种利用单条谱线同时测量气体温度和浓度的方法，该方法首先利用峰值归一化的二次谐波信号的线型，该线型由温度单一决定，从中提取气体的温度；再利用扣除背景的一次谐波归一化的二次谐波信号幅值与浓度成正比的关系提取浓度信息，从而同时得到气体的温度和浓度。本发明的测量方法能够同时测量气体的温度和浓度，减少了所需谱线的数量，测量方法具有灵敏度高、精度高，响应时间快的优点；相较于传统的多普勒展宽测量温度的方法，将适用范围扩大到了常温常压情况下；此外，与传统的双线法测量温度的方法相比，不需要考虑频率串扰和时间分辨率的问题。
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