可调谐半导体激光吸收传感器的温度测量验证

王广宇; 洪延姬; 潘虎; 宋俊玲

可调谐半导体激光吸收传感器的温度测量验证

1.
装备学院激光推进及其应用国家重点实验室,北京 101416

详细信息

作者简介:
王广宇（1976-），男，助理研究员，硕士，主要从事非接触流场诊断方面的研究。Email：wangguangyu1976@gmail.com

中图分类号: O433.5

Validation of temperature measurement for a tunable diode laser absorption sensor

1.
State Key Laboratory of Laser Propulsion & Application,Academy of Equipment,Beijing 101416,China

摘要: 开发了一种可调谐半导体激光吸收传感器，用于测量气体的温度，应用扫描波长吸收谱和固定波长调制谱探测水蒸气在7 454.4 cm-1和7 185.6 cm-1附近的两条吸收谱线。传感器可实现绝对温度测量，固定波长调制谱更可实现10 kHz以上的测量带宽。传感器的性能和精度在已知温度和压力的静室中进行测量验证，在600~1 000 K的设定温度范围，两种方法的测量误差（RMS）都小于2%。表明可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）传感器对于均匀的流场具有快速和精确的温度测量能力。
- 可调谐半导体激光吸收光谱 /
- 固定波长调制谱 /
- 温度测量 /
- 绝对测量 /
- 水蒸气
Abstract: A tunable diode laser absorption sensor was developed to measure gas temperature, which exploited scanned-wavelength direct absorption spectroscopy and fixed-wavelength modulation spectroscopy with second harmonic detection on two water vapour spectral features near 7 454.4 cm-1 and 7 185.6 cm-1. The sensor was capable of making absolute measurement and could reach 10 kHz output bandwidth using fixed-wavelength modulation spectroscopy. Its performance and accuracy were validated and demonstrated in a static cell with known temperature and pressure. The measured temperature using two techniques agree to within 2% RMS of thermocouple reading for temperature from 600 to 1 000 K, which indicates the sensor is capable of making rapid and highly accurate temperature measurement for uniform flow.
- tunable diode laser absorption spectroscopy /
- fixed-wavelength modulation spectroscopy /
- temperature measurement /
- absolute measurement /
- water vapour

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