[发明专利]高温高压气体红外辐射-吸收光谱测量系统

权利要求书

1.高温高压气体红外辐射-吸收光谱测量系统，其特征在于，包括光源(1)，以及沿光路依次设置的第一卡塞格伦双反射系统(2)、气体池(3)、第二卡塞格伦双反射系统(4)和光谱仪(5)；所述第一卡塞格伦双反射系统(2)包括第一主镜(6)，第一次镜(7)；所述第二卡塞格伦双反射系统(4)包括第二主镜(8)，第二次镜(9)；所述第一卡塞格伦双反射系统(2)、第二卡塞格伦双反射系统(4)的位置相对气体池(3)成镜像；所述气体池(3)中心设于第一卡塞格伦双反射系统(2)、第二卡塞格伦双反射系统(4)的主镜交点处，其内充满待测的高温高压气体，且气体池(3)两侧为红外输入、输出窗口，用于红外辐射穿透；所述光源(1)为红外辐射源，且置于第一卡塞格伦双反射系统(2)的次镜焦点处；所述光谱仪(5)置于第二卡塞格伦双反射系统(4)的次镜焦点处。

2.根据权利要求1所述的高温高压气体红外辐射-吸收光谱测量系统，其特征在于，所述光源(1)为黑体、硅碳棒、钨丝灯的其中一种。

3.根据权利要求1所述的高温高压气体红外辐射-吸收光谱测量系统，其特征在于，所述第一卡塞格伦双反射系统(2)、第二卡塞格伦双反射系统(4)的主镜为椭球面镜，向内凹的一面为工作面，且所述主镜中心开通光孔，所述通光孔半径小于次镜镜面半径。

4.根据权利要求1所述的高温高压气体红外辐射-吸收光谱测量系统，其特征在于，所述第一卡塞格伦双反射系统(2)、第二卡塞格伦双反射系统(4)的次镜为双曲面镜，双曲面的其中一面为工作面，朝向光源或光谱仪；所述主镜的工作面与所述次镜的工作面相对设置。

5.根据权利要求1所述的高温高压气体红外辐射-吸收光谱测量系统，其特征在于，所述气体池(3)为不透光金属材质，两侧的输入、输出窗口材料可透过2-15μm红外波段光源、透光率大于90％。

6.根据权利要求5所述的高温高压气体红外辐射-吸收光谱测量系统，其特征在于，所述气体池(3)两侧的输入、输出窗口材料为ZnSe材料。

7.根据权利要求1或5所述的高温高压气体红外辐射-吸收光谱测量系统，其特征在于，所述气体池(3)内设有加热器。

8.根据权利要求1或5所述的高温高压气体红外辐射-吸收光谱测量系统，其特征在于，所述气体池(3)连接高压充气装置。

9.根据权利要求1所述的高温高压气体红外辐射-吸收光谱测量系统，其特征在于，所述光谱仪(5)为红外光谱仪，测量范围覆盖2-15μm波段。

10.根据权利要求1所述的高温高压气体红外辐射-吸收光谱测量系统，其特征在于，以气体池(3)的中心为对称轴的单侧光路器件的结构参数包括：

已知主镜、次镜的面型方程，主镜与次镜的面间距d；

次镜直径

主镜开孔直径

主镜直径D₁满足：

其中，a₂为次镜实半轴的长度；c₂为次镜两个几何焦点P₂和P₂’之间距离的一半；F_e为光谱仪(5)的F数；a₁为主镜长半轴的长度；c₁为主镜两个几何焦点P₁和P₁’之间距离的一半；α为卡塞格伦双反射镜的遮拦比；D₄为气体池红外窗口通光孔径；l₁为气体池3的中心到单侧红外窗口的距离。