[发明专利]TDLAS温度校准系统

说明书

技术领域

本发明涉及真空环境下气体温度测量与校准技术，特别是一种TDLAS温度校准系统，所述TDLAS（Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy）是指可调谐二极管激光吸收光谱技术。

背景技术

真空环境不仅会导致温度传感器表面材料解吸，而且其传热机理与常压不同，如在真空环境中，固体表面到气层间存在“温度突变现象”，因此采用常压下标定和校准的温度传感器测量真空环境下气体温度存在诸多不确定性因素。本发明人认为，利用热电偶温度传感器对TDLAS在真空环境下气体温度的测量进行校准能够有效提高真空环境下气体温度测量的确定性。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种TDLAS温度校准系统，所述TDLAS（Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy）是指可调谐二极管激光吸收光谱技术。

本发明的技术方案如下：

TDLAS温度校准系统，其特征在于，包括标准传感器温度测量系统和被校准的在真空环境下测量气体温度的TDLAS温度测量系统，所述TDLAS温度测量系统中的光学系统位于恒温槽中，所述光学系统的壳体与所述恒温槽周壁之间具有恒温液，所述标准传感器温度测量系统中的标准传感器位于所述恒温液内。

所述标准传感器采用一等标准铂电阻温度计，所述一等标准铂电阻温度计连接温度显示仪表。

所述光学系统包括光学透镜组，所述光学透镜组的上端连接激光系统，所述光学透镜组的下端通过接收光纤连接数据处理系统。

所述光学系统附设有接收光纤通道。

所述光学系统通过抽气管路连接真空抽气系统。

所述光学系统通过供气管路连接待测气体供气系统。

所述待测气体采用C₂H₂气体。

所述待测气体供气系统包括混气罐，所述混气罐通过第一截止阀管路连接气体罐，并通过第二截止阀管路连接机械泵。

所述数据处理系统包括与所述接收光纤连接的锁相放大器，所述锁相放大器连接数据采集系统，所述数据采集系统连接数据分析系统，所述数据分析系统连接数据显示系统。

所述激光系统包括激光器，所述激光器连接激光控制单元，所述激光控制单元连接信号调制单元，所述信号调制单元连接信号发生器，所述信号调制单元连接所述锁相放大器。

本发明技术效果如下：本发明通过恒温槽提供均匀稳定的温场，在均匀的温场中TDLAS校准真空室、恒温槽和一等标准温度传感器达到温度平衡。TDLAS温度校准系统既能够通过TDLAS温度测量系统得到真空条件下待测气体分子的温度，与此同时又能够通过一等标准铂电阻得到恒温液的温度，并将待测气体分子的温度与一等标准铂电阻的温度进行比对，实现对TDLAS温度测量的校准。

附图说明

图1是实施本发明的TDLAS温度测量系统结构示意图。

图2是实施本发明的TDLAS温度测量系统另一结构示意图。

图3是待测气体C₂H₂分子1.53um附近处吸收谱线分布图。

附图标记列示如下：100-数据处理系统；200-激光系统；300-光学系统；400-标准传感器温度测量系统；500-待测气体供气系统；600-真空抽气系统；1-数据分析系统；2-数据采集系统；3-锁相放大器；4-数据显示系统；5-信号发生器；6-信号调制单元；7-激光控制单元；8-DFB（distributed feed back）激光器；9-光电探测器；10-接收光纤；11-恒温槽液面；12-光学透镜组；13-光学真空腔；14-一等标准铂电阻温度计；15恒温槽；16-温度显示仪表；17-供气管路；18-混气罐；19，20，24-截止阀；21-（高纯）气体罐；22-机械泵；23-抽气管路；25-插板阀；26-分子泵；27-机械泵；28-接收光纤通道。

具体实施方式

下面结合附图（图1-图3）对本发明进行说明。