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公开(公告)号：CN112285027B
公开(公告)日：2023-03-21
申请号：CN202011172982.4
申请日：2020-10-28
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了一种基于单音叉探测的光声光热双光谱气体传感装置及方法，所述装置包括激光器、光束准直器、气室、石英音叉、直角棱镜、光谱数据采集系统、计算机，激光器输出激光经光束准直器入射到气室内并传输通过石英音叉的叉股间隙，待测目标气体吸收激光能量后产生声波推动石英音叉进行摆动，产生光声电流信号；激光传输射出气室入射在直角棱镜上，由直角棱镜反射出的激光再度入射到气室内并打到石英音叉的根部位置，石英音叉吸收激光能量后发生弹性形变，从而产生光热电流信号；光声电流信号和光热电流信号由光谱数据采集系统和计算机进行信号解调与后续处理，反演出气体的浓度。本发明具有结构简单、成本低、探测灵敏度高等优点。
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公开(公告)号：CN115639124A
公开(公告)日：2023-01-24
申请号：CN202211436501.5
申请日：2022-11-16
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了一种用单波长激光实现碳烟浓度测量和原位标定的装置及方法，所述装置包括激光器、片光整形系统、时序控制器、片光分光镜、能量计、光学狭缝、燃烧器、相机，所述激光器输出的激光经片光整形系统整形成片状激光，片状激光经第一片光分光镜分成两束，一束激光入射到燃烧器中激发碳烟颗粒产生炽光，炽光信号被放置在激光入射法向上的相机收集，另一束激光经第一光学狭缝引入到第一能量计的探头中；所述燃烧器出射的片状激光经第二片光分光镜、第二光学狭缝引入到第二能量计的探头中。本发明仅使用一台激光器就可利用LII方法和消光法同步标定和定量测量，进而获得被测火焰碳烟浓度分布，免去了光束耦合的过程，简化了实验的步骤。
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公开(公告)号：CN114166515A
公开(公告)日：2022-03-11
申请号：CN202111463904.4
申请日：2021-12-02
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了一种实现发动机燃烧室SLIPI‑3DLIF测量的装置与方法，所述装置包括激光系统、整形调制系统、多分束传能光纤、传像光纤、相机，激光系统根据燃烧场待测物质确定输出照明光的波长；整形调制系统包括片光整形部分和结构光调制部分，片光整形部分对激光系统输出的激光束进行整形后经结构光调制部分调制为空间强度余弦分布的结构片光；多分束传能光纤采用1分N的模式，将结构片光分成N束子片光并传输至发动机燃烧室内部；所述传像光纤嵌入发动机燃烧室侧壁，将N束子片光纵向重叠照明区域的荧光图像传输至相机以成像。通过这种手段，可以解决由于发动机燃烧室极端环境限制导致无法实现三维LIF测量的问题。
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公开(公告)号：CN114113021A
公开(公告)日：2022-03-01
申请号：CN202111446891.X
申请日：2021-11-30
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G01N21/64
Abstract: 本发明公开了一种一种双示踪剂PLIF的流场密度测量装置及方法，所述流场密度测量装置包括数字信号延时发生器、激光器、倍频晶体、透镜组、分光镜、CMOS相机1、CMOS相机2，所述激光器输出532nm激光，经倍频晶体后变换为266nm激光，266nm激光经过透镜组变换成片光，经光路传输到待测流场中；266nm激光激发丙酮和甲苯后产生荧光信号，荧光信号经过分光镜分别由CMOS相机1、CMOS相机2进行探测，CMOS相机1得到丙酮分子的荧光信号，CMOS相机2得到甲苯分子的荧光信号。本发明利用气态示踪剂甲苯及丙酮的特性，在一定范围内，对流场的密度进行测量，由此得到的密度可以对流场流动及特性进行分析。
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公开(公告)号：CN110006828B
公开(公告)日：2021-04-23
申请号：CN201910346415.7
申请日：2019-04-26
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了一种改进光声光谱痕量气体传感器性能的装置及方法，所述装置包括脉冲激光器、激光准直系统、薄膜偏振片、第一直角棱镜、普克尔盒、光声池、第二直角棱镜、前置放大器、控制与数据采集系统和计算机，所述脉冲激光器、激光准直系统、薄膜偏振片、第一直角棱镜、普克尔盒、光声池、第二直角棱镜沿光束传播方向依次设置；所述光声池内设置有麦克风；所述麦克风和前置放大器相连；所述前置放大器和控制与数据采集系统相连；所述控制与数据采集系统和计算机相连。本发明利用普克尔盒改变激光的偏振态以及两块直角棱镜实现光束的多次反射。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN109975214B
公开(公告)日：2021-04-23
申请号：CN201910267695.2
申请日：2019-04-03
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 一种石英光声光谱气体浓度检测装置及方法，属于气体浓度检测领域。激光器控制模块、半导体激光器、准直聚焦透镜组、声波增强与探测模块、控制与数据采集系统及计算机沿光束传播方向设置；激光器控制模块设置半导体激光器的工作温度与电流；半导体激光器输出激光束；准直聚焦透镜组包含两个非球面透镜，声波增强与探测模块包括石英音叉和圆环，半导体激光器输出的激光束聚焦在石英音叉的叉指之间且位于圆环的中心，石英音叉产生压电信号并传输至数据采集系统，控制与数据采集系统对产生的压电信号进行解调与采集并与计算机连接，计算机通过上位机软件进行实时通讯。本发明改善了气体浓度检测灵敏度，增强了传感器系统信号，降低了系统噪声。
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公开(公告)号：CN109506810B
公开(公告)日：2021-01-29
申请号：CN201811447830.3
申请日：2018-11-29
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 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：CN111220551A
公开(公告)日：2020-06-02
申请号：CN201911207243.1
申请日：2019-11-29
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 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：CN109975214A
公开(公告)日：2019-07-05
申请号：CN201910267695.2
申请日：2019-04-03
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 一种石英光声光谱气体浓度检测装置及方法，属于气体浓度检测领域。激光器控制模块、半导体激光器、准直聚焦透镜组、声波增强与探测模块、控制与数据采集系统及计算机沿光束传播方向设置；激光器控制模块设置半导体激光器的工作温度与电流；半导体激光器输出激光束；准直聚焦透镜组包含两个非球面透镜，声波增强与探测模块包括石英音叉和圆环，半导体激光器输出的激光束聚焦在石英音叉的叉指之间且位于圆环的中心，石英音叉产生压电信号并传输至数据采集系统，控制与数据采集系统对产生的压电信号进行解调与采集并与计算机连接，计算机通过上位机软件进行实时通讯。本发明改善了气体浓度检测灵敏度，增强了传感器系统信号，降低了系统噪声。
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公开(公告)号：CN109946266A
公开(公告)日：2019-06-28
申请号：CN201910202212.0
申请日：2019-03-18
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本申请实施例涉及一种提高石英光热光谱气体浓度检测灵敏度的装置及方法，所述装置包括：沿光束传播方向依次设置的激光器控制模块(1)、半导体激光器(2)、准直透镜(3)、气体吸收池(4)、石英音叉(5)、控制与数据采集系统(6)以及计算机(7)；所述准直透镜的焦距应小于10mm；所述石英音叉为具有压电特性的材料制成，表明镀有银层，其共振频率为20kHz-70kHz，所述石英音叉品质因子大于等于10000；所述石英音叉根部具有第一尺寸的宽度方向和第二尺寸的厚度方向；所述石英音叉根部宽度方向靠近边缘的位置开有一窗口，所述窗口为去除所述银层的窗口，用于供探测激光射入。本申请检测装置具有结构简单、灵敏度高、成本低等优点。
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