Измеритель параметров пламени

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ1179174 (51)4 G 01 N 21/62

lj

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ1й ., „.„, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о

З

<СЗ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3700939/24-25 (22) 09.12.83 (46) 15.09.85. Бюл. tt-" 34 (72) С.В.Березин, В.В.Болознев, P.À.Ãàôóðîâ, В.В.Кудревич, А.P.Ãàфуров и В.А. Новиков (71) Казанский ордена Трудового

Красного Знамени и ордена Дружбы народов авиационный институт им. А.Н.Туполева (53) 535.853(088.8) (56) L.È.Dyer, D.R.Otosley. ТЧО-dimensional imaging of OH laser-inducid fluorescence in à flame. Optics

Letters, 7, Ф 8, 1982, р. 382384.

Авторское свидетельство СССР

11 - 913081, кл. С 01 J 1/44, 1980. (54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ ПЛАМЕНИ, содержащий источник излучения с модулятором, приемник излучения, на входе которого установлен объек-, тив, и.подключенные последовательно к выходу приемника цепи, включающие в себя фильтры, о т л и ч а ю щ и йс 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 каждый из выходов датчика частот подключен 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.

1179174

Составитель Б.Иироков

Редактор Т.Веселова Техред Ж.Кастелевич Корректор С.Черни

Заказ 5654/42 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгорож, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к технике спектрального анализа и может быть использовано при дистанционной диагностике характеристик пламени через вторичное флуоресцентное излучение. 5

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей измерителя эа счет выявления пространственного распределения параметров пламени в реальном масштабе времени. 10

На чертеже представлена структурная схема измерителя.

Измеритель включает источник излучения, например лазер 1, с модулятором 2, рассеивающую оптическую 15 систему 3, объектив 4, приемник 5 в виде матричного формирователя сигнала изображения, фильтры 6, .синхронные детекторы 7 и датчик 8 частот. 20

Рассеивающая оптическая система 3 установлена на пути излучения к объекту, объектив 4 установлен между объектом и приемником 5, каждый ! из выходов приемника через один из 25 фильтров 6 подключен к сигнальному входу одного иэ синхронных детекторов 7, а каждый из выходов датчика

8 частот одновременно подключен к

О модулятору 2 и к опорному входу од- щ ного из синхронных детекторов.

Область пламени, подлежащая исследованию, облучается рассеянным излучением, которое модулировано по амплитуде совокупностью колебаний

35 многих частот (числом К ), создаваемых датчиком 8 частоты. Взаимодействие излучения с пламенем вызывает в нем индуцированную флуоресценцию, комбинационное рассеяние света, ко- 40 торые несут информацию о физических параметрах пламени и также являются излучением. Это излучение вместе с собственным излучением пламени фокусируется на матрице приемника, создавая на ней иэображение исследуемой области пламени. На выходах приемника, задействованное число которых также Я, 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. Каждый из К фильтров 6 выделяет колебание только одной частоты и оно попадает на сигнальный вход одного из Й 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 Я 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. Иногоканальность схемы измерителя обеспечивает регистрацию параметров пламени во многих точках в реальном масштабе времени.