[发明专利]一种基于TDLAS技术的燃气轮机燃烧温度监测系统

权利要求书

1.一种基于TDLAS技术的燃气轮机燃烧温度监测系统，其特征在于，包括激光发射模块(1)、激光传输模块(2)、激光数据分析处理模块(3)以及温度显示模块(4)；其中，

所述激光发射模块(1)的输出端与激光传输模块(2)的输入端相连接；所述激光传输模块(2)输出端与激光数据分析处理模块(3)的输入端相连接，激光数据分析处理模块(3)的输出端与温度显示模块(4)的输入端相连接；激光发射模块(1)用于产生所需入射激光，通过激光传输模块(2)传输入射激光和穿过燃烧流场的激光吸收光谱信号，并将激光吸收光谱信号转化为电信号；激光数据分析处理模块(3)用于分析提取有效电信号，反演燃烧温度，并传输至温度显示模块(4)。

2.根据权利要求1的一种基于TDLAS技术的燃气轮机燃烧温度监测系统，其特征在于，激光发射模块(1)包括激光电流源a(11)、激光温控源a(12)、激光电流源b(13)、激光温控源b(14)、激光器a(15)、激光器b(16)以及光纤耦合器(17)；其中，激光电流源a(11)用于输出电流信号和分析解调用的一次谐波信号来驱动所述激光器a(15)发射激光，激光温控源a(12)用于控制激光器a(15)温度，确保激光器a(15)所发射的激光波长恒定；激光电流源b(13)用于输出电流信号和分析解调用的一次谐波信号来驱动所述激光器b(16)发射激光，激光温控源b(14)用于控制激光器b(16)的温度，确保激光器b(16)所发射的激光波长恒定；光纤耦合器(17)用于将激光器a(15)和激光器b(16)发射的激光耦合为一束激光，并将耦合后的激光经光纤传输至激光传输模块(2)。

3.根据权利要求1的一种基于TDLAS技术的燃气轮机燃烧温度监测系统，其特征在于，所述激光传输模块(2)包括光纤(21)、数据传输线(22)、激光准直器(23)、准直器冷却套筒(24)、光电探测器(25)以及光电探测器冷却套筒(26)；其中，光纤(21)与激光准直器(23)相连接，激光准直器(23)固定在准直器冷却套筒(24)内；光电探测器(25)固定在光电探测器冷却套筒(26)内，且激光准直器(23)和光电探测器(25)分别设置在燃气轮机燃烧室流场相对的两侧；光电探测器(25)通过数据传输线(22)与激光数据分析处理模块(3)相连接。

4.根据权利要求3的一种基于TDLAS技术的燃气轮机燃烧温度监测系统，其特征在于，激光准直器(23)以及光电探测器(25)安装在燃气轮机燃烧室过渡段出口位置；激光准直器(23)与光电探测器(25)的连线垂直于流体流动方向，且平行于燃气轮机过渡段出口平面。

5.根据权利要求3的一种基于TDLAS技术的燃气轮机燃烧温度监测系统，其特征在于，所述准直器冷却套筒(24)包括冷却套筒外套(244)以及套装在冷却套筒外套(244)内的冷却套筒内衬(247)，冷却套筒内衬(247)的底部与冷却套筒外套(244)的底部设置有耐高温石英玻璃(248)，冷却套筒外套(244)的顶部设置有冷却套筒盖板(245)，冷却套筒内衬(247)的顶部设置有冷却套筒密封盖板(246)，冷却套筒外套(244)与冷却套筒内衬(247)之间以及冷却套筒盖板(245)与冷却套筒密封盖板(246)之间形成冷却腔体，且冷却套筒盖板(245)上设置有与该冷却腔体连通的冷却水出口a(241)、冷却水出口b(242)和冷却水入口(243)；其中，光纤(21)经冷却水入口(243)和冷却套筒盖板(245)，穿过密封盖板(246)，与激光准直器(23)一起固定在冷却套筒内衬(247)内；冷却水能够经冷却水入口(243)流入由冷却套盖板(245)和密封板(246)组成的流道，进入由冷却套筒外套(244)以及冷却套筒内衬组成的流道，对单模光纤(21)、激光准直器(23)和冷却套筒(24)进行冷却，再经冷却水出口a(241)、冷却水出口b(242)流出。