Способ и устройство для проверки работы системы tdlas - RU2018138564A
Код документа: RU2018138564A
Формула
1. Сенсорное устройство, содержащее:
по меньшей мере один диодный лазер, генерирующий выходной луч первой выбранной частоты лазерной генерации, оптически связанный со входом оптоволоконного кабеля;
контроллер луча на стороне излучения, содержащий по меньшей мере один из делителя луча или оптического переключателя, причем контроллер луча имеет по меньшей мере один вход, оптически связанный с выходом оптоволоконного кабеля, и по меньшей мере два выхода;
по меньшей мере один из по меньшей мере двух выходов, оптически связанный с излучающим оптическим устройством, функционально связанным с технологической камерой и ориентированным для проецирования выходного луча по меньшей мере одного диодного лазера через технологическую камеру;
приемное оптическое устройство, функционально связанное с технологической камерой с оптической связью с излучающим оптическим устройством, для приема выходного луча по меньшей мере одного диодного лазера, проецируемого через технологическую камеру;
оптоволоконный кабель на стороне приема, имеющий сторону входа, оптически связанную с приемным оптическим устройством, и сторону выхода;
контроллер луча на стороне приема, содержащий оптический переключатель и имеющий по меньшей мере два входа и один выход;
детектор, оптически связанный с выходом контроллера луча, причем детектор чувствителен к выбранной частоте лазерной генерации;
оптоволоконный кабель с ВБР, имеющий вход и выход, причем оптоволоконный кабель с ВБР содержит по меньшей мере одну волоконную брэгговскую решетку, образованную в сердечнике оптоволоконного кабеля с ВБР, причем по меньшей мере одна волоконная брэгговская решетка выполнена с возможностью частичного отражения лазерного луча первой выбранной частоты лазерной генерации с пропусканием по меньшей мере части лазерного луча на выход оптоволоконного кабеля с ВБР, при этом вход оптоволоконного кабеля с ВБР оптически связан с одним из по меньшей мере двух выходов контроллера луча на стороне излучения, а выход оптоволоконного кабеля с ВБР оптически связан со входом контроллера луча на стороне приема.
2. Сенсорное устройство по п. 1, дополнительно содержащее устройство регулирования температуры, функционально связанное с
каждой волоконной брэгговской решеткой оптоволоконного кабеля с ВБР для поддержания температуры каждой волоконной брэгговской решетки в выбранном температурном диапазоне, причем выбранный температурный диапазон предотвращает существенные изменения оптических свойств каждой волоконной брэгговской решетки.
3. Сенсорное устройство по п. 2, в котором выбранный температурный диапазон составляет плюс-минус -18 градусов Цельсия (плюс-минус 0,5 градусов Фаренгейта).
4. Сенсорное устройство по п. 1, дополнительно содержащее
множество диодных лазеров, каждый из которых генерирует выходной луч определенной выбранной частоты лазерной генерации и каждый связан со входом определенного оптоволоконного кабеля;
мультиплексор, оптически связанный с каждым отдельным выходом оптоволоконного кабеля, выполненный с возможностью объединения выходного луча каждого из множества диодных лазеров в мультиплексный луч;
демультиплексор, оптически связанный с выходом контроллера луча на стороне приема, выполненный с возможностью выделения каждого выходного луча по его определенной частоте лазерной генерации; и
множество детекторов, соответствующих множеству диодных лазеров, каждый из которых чувствителен к выбранной частоте лазерной генерации соответствующего диодного лазера.
5. Сенсорное устройство по п. 1, содержащее множество излучающих оптических устройств, каждое из которых функционально связано с отдельным выходом контроллера луча на стороне излучения, и соответствующее множество приемных оптических устройств, каждое из которых оптически связано с отдельным входом контроллера бокового луча на стороне приема.
6. Сенсорное устройство по п. 4, в котором оптоволоконный кабель с ВБР содержит множество волоконных брэгговских решеток, расположенных последовательно, причем каждая волоконная брэгговская решетка выполнена с возможностью частичного отражения части лазерного луча определенной выбранной частоты лазерной генерации с пропусканием при этом по меньшей мере части лазерного луча на выход оптоволоконного кабеля с ВБР.
7. Способ определения характеристик газообразного соединения внутри технологической камеры, включающий
обеспечение технологической камеры;
селективное проецирование луча первой выбранной частоты лазерной генерации через технологическую камеру;
обеспечение оптической связи луча, проецируемого через технологическую камеру, с детектором, чувствительным к выбранной частоте лазерной генерации, для обнаружения провала поглощения на выбранной частоте лазерной генерации или вблизи нее, вызванного интересующей характеристикой газообразного соединения;
селективное проецирование луча первой выбранной частоты лазерной генерации через волоконную брэгговскую решетку, образованную в сердечнике оптоволоконного кабеля, причем волоконная брэгговская решетка выполнена с возможностью частичного отражения луча первой выбранной частоты лазерной генерации с пропусканием при этом остальной части лазерного луча, причем остальная часть луча моделирует провал поглощения на выбранной частоте лазерной генерации, вызванный интересующей характеристикой газообразного соединения;
обеспечение оптической связи по меньшей мере части луча с детектором и мониторинг выходного сигнала детектора для сопоставления профиля пропускания провала поглощения ВБР с профилем, полученным в технологической камере.
8. Способ по п. 7, дополнительно включающий
поддержание температуры каждой волоконной брэгговской решетки в выбранном температурном диапазоне, причем выбранный температурный диапазон предотвращает существенные изменения оптических свойств каждой волоконной брэгговской решетки.
9. Способ по п. 8, в котором выбранный температурный диапазон составляет плюс-минус -18 градусов Цельсия (плюс-минус 0,5 градусов Фаренгейта).
10. Способ по п. 7, дополнительно включающий
селективное проецирование мультиплексного множества лучей, каждый из которых характеризуется выбранной частотой лазерной генерации через технологическую камеру;
селективное проецирование луча из числа мультиплексных лучей через волоконную брэгговскую решетку, образованную в сердечнике оптоволоконного кабеля, причем волоконная брэгговская решетка выполнена с возможностью частичного отражения луча по меньшей мере первой выбранной частоты лазерной генерации с пропусканием остальной части лазерного луча, при этом остальная часть луча моделирует провал поглощения на выбранной частоте лазерной генерации, вызванный интересующей характеристикой газообразного соединения;
демультиплексирование мультиплексных лучей для выделения каждого выходного луча по его определенной частоте лазерной генерации;
обеспечение оптической связи каждого демультиплексированного луча с детектором, чувствительным к выбранной частоте лазерной генерации соответствующего демультиплексированного выходного луча; и
мониторинг выходного сигнала детектора для сопоставления профиля пропускания провала поглощения ВБР с профилем, полученным в технологической камере на той же самой выбранной частоте лазерной генерации.
11. Способ по п. 10, дополнительно включающий обеспечение множества последовательно расположенных волоконных брэгговских решеток, причем каждая волоконная брэгговская решетка выполнена с возможностью частичного отражения части лазерного луча определенной выбранной частоты лазерной генерации с пропусканием при этом по меньшей мере части лазерного луча на выход оптоволоконного кабеля с ВБР; и
мониторинг выходного сигнала детектора для сопоставления профиля пропускания каждого из провалов поглощения ВБР с профилем, полученным в технологической камере на той же самой определенной частоте лазерной генерации.
12. Способ по п. 7, дополнительно включающий обработку выходного сигнала детектора для определения физических параметров внутри технологической камеры.
13. Способ по п. 12, дополнительно включающий отправку сигналов через контур обратной связи в регулятор процесса горения для регулирования выбранных физических параметров в технологической камере на основании обработанного выходного сигнала детектора.
