Измеритель параметров пламени Советский патент 1985 года по МПК G01N21/62 

1

Изобретение относится к технике спектрального анализа и может быть использовано при дистанционной диагностике характеристик пламени чере вторичное флуоресцентное излучение.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей измерителя за счет выявления пространственного распределения параметров пламени в реальном масштабе времени

На чертеже представлена структурная схема измерителя.

Измеритель включает источник излучения, например лазер 1, с модулятором 2, рассеивающую оптическую систему 3, объектив 4, приемник 5 в виде матричного формирователя сигнала изображения, фильтры 6, .синхронные детекторы 7 и датчик 8 частот.

Рассеивающая оптическая система установлена на пути излучения к объекту, объектив установлен между объектом и приемником 5, каждый из выходов приемника через один из фильтров 6 подключен к сигнальному входу одного из синхронных детекторов 7, а каждый из выходов датчика 8 частот одновременно подключен к модулятору 2 и к опорному входу одного из синхронных детекторов.

Область пламени, подлежащая исследованию, облучается рассеянным илучением, которое модулировано по амплитуде совокупностью колебаний многих частот (числом N ), создавамых датчиком 8 частоты. Взаимодействие излучения с пламенем вызывает в нем индуцированную флуоресценцию, комбинационное рассеяние света, которые несут информацию о физических параметрах пламени и также являются 1 излучением. Это излучение вместе с

791742

собственным излучением пламени фокусируется на матрице приемника, создавая на ней изображение исследуемой области пламени. На выходах приемника, задействованное число которых также , имеются колебания всех частот, амплитуда каждого из которых несет информацию о параметрах пламени, и помехи в виде продетектированного собственного излучения пламени. Последнее обычно превосходит по величине полезные колебания. Ка;кдый из N фильтров 6 выделяет колебание только одной частоты и оно попадает на сигнальный вход одного из N синхронных детекторов 7, а на его опорный вход поступает колебание этой же частоты с датчика 8. Сигнал на выходе синхронного детектора 7 в виде электрического напряжения пропорционален величине измеряемого параметра.

Таким образом, пространственное разрешение между отдельными участками исследуемой области достигается средствами оптики. Применение модуляции излучения с последующей фильтрацией ослабляет влияние помех от собственного излучения пламени и электрических шумов схемы. Применение различных частот модуляции, создаваемых датчиком 8, ослабляет взаимные помехи между измерительными каналами. Применение синхронного детектора 7 ослабляет помехи, связанные с нестабильностью амплитуд опорных колебаний датчика 8 частот, которая порождается, в частности, температурными и вибрационными полями, создаваемыми процессом горения. Многоканальность схемы измерителя обеспечивает регистрацию параметров пламени во многих точках в реальном масштабе времени.

ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ ПЛАМЕНИ, содержащий источник излучения с модулятором, приемник излучения, на входе которого установлен объектив, и. подключенные последовательно к выходу приемника цепи, включающие в себя фильтры, отличающийс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей измерителя за счет выявления пространственного распределения параметров пламени в реальном масштабе времени, в него введены датчик частот, рассеивающаяся оптическая система, установленная после модулятора, и синхронные детекторы, а приемник излучения выполнен в виде матричного формирователя сигнала изображения с параллельным выходом, причем кажSS дый из выходов датчика частот под(Л ключен к входу модулятора и к одноименному опорному входу одного из синхронных детекторов, а сигнальные входы синхронных детекторов подключены к одноименным выходам приемника излучения через фильтры. QD