RU2018138564A - Способ и устройство для проверки работы системы tdlas - Google Patents
Способ и устройство для проверки работы системы tdlas Download PDFInfo
- Publication number
- RU2018138564A RU2018138564A RU2018138564A RU2018138564A RU2018138564A RU 2018138564 A RU2018138564 A RU 2018138564A RU 2018138564 A RU2018138564 A RU 2018138564A RU 2018138564 A RU2018138564 A RU 2018138564A RU 2018138564 A RU2018138564 A RU 2018138564A
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- laser
- fbg
- laser frequency
- bragg grating
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N1/00—Regulating fuel supply
- F23N1/02—Regulating fuel supply conjointly with air supply
- F23N1/025—Regulating fuel supply conjointly with air supply using electrical or electromechanical means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/30—Controlling by gas-analysis apparatus
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/003—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/24—Preventing development of abnormal or undesired conditions, i.e. safety arrangements
- F23N5/242—Preventing development of abnormal or undesired conditions, i.e. safety arrangements using electronic means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/39—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using tunable lasers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2258/00—Sources of waste gases
- B01D2258/02—Other waste gases
- B01D2258/0283—Flue gases
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2900/00—Special features of, or arrangements for controlling combustion
- F23N2900/05001—Measuring CO content in flue gas
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2900/00—Special features of, or arrangements for controlling combustion
- F23N2900/05002—Measuring CO2 content in flue gas
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/39—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using tunable lasers
- G01N2021/396—Type of laser source
- G01N2021/399—Diode laser
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/27—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands using photo-electric detection ; circuits for computing concentration
- G01N21/274—Calibration, base line adjustment, drift correction
- G01N21/278—Constitution of standards
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
- G01N2201/06—Illumination; Optics
- G01N2201/061—Sources
- G01N2201/06113—Coherent sources; lasers
- G01N2201/0612—Laser diodes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
- G01N2201/08—Optical fibres; light guides
- G01N2201/0833—Fibre array at detector, resolving
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Financial Or Insurance-Related Operations Such As Payment And Settlement (AREA)
- Lasers (AREA)
- Optical Transform (AREA)
Claims (38)
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.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201662321634P | 2016-04-12 | 2016-04-12 | |
US62/321,634 | 2016-04-12 | ||
PCT/US2017/023392 WO2017180297A1 (en) | 2016-04-12 | 2017-03-21 | Method and apparatus for verification of tdlas system operation |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2018138564A true RU2018138564A (ru) | 2020-05-12 |
RU2018138564A3 RU2018138564A3 (ru) | 2020-06-03 |
RU2730447C2 RU2730447C2 (ru) | 2020-08-21 |
Family
ID=60041834
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018138564A RU2730447C2 (ru) | 2016-04-12 | 2017-03-21 | Способ и устройство для проверки работы системы tdlas |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10738997B2 (ru) |
EP (1) | EP3443325B1 (ru) |
JP (1) | JP6909804B2 (ru) |
KR (1) | KR102195472B1 (ru) |
CN (1) | CN109073548B (ru) |
AU (1) | AU2017251622B2 (ru) |
CA (1) | CA3020690A1 (ru) |
ES (1) | ES2853723T3 (ru) |
RU (1) | RU2730447C2 (ru) |
SG (1) | SG11201808029QA (ru) |
WO (1) | WO2017180297A1 (ru) |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6058131A (en) * | 1997-11-17 | 2000-05-02 | E-Tek Dynamics, Inc. | Wavelength stabilization of laser source using fiber Bragg grating feedback |
US6282340B1 (en) * | 1998-04-23 | 2001-08-28 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Light wavelength tuning device and light source optical demultiplexer and wavelength division multiplexed optical communication system using the tuning device |
US6573489B1 (en) * | 2000-08-09 | 2003-06-03 | The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | Passive, temperature compensated techniques for tunable filter calibration in bragg-grating interrogation systems |
US6912237B2 (en) * | 2001-02-06 | 2005-06-28 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser module and semiconductor laser device having light feedback function |
US6748179B2 (en) * | 2001-03-07 | 2004-06-08 | Harris Corporation | WDM channel monitoring system and method |
AU2004227359B2 (en) * | 2003-03-31 | 2009-07-30 | Zolo Technologies, Inc. | Method and apparatus for the monitoring and control of combustion |
WO2006064446A1 (en) * | 2004-12-15 | 2006-06-22 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Calibration of optical analysis making use of multivariate optical elements |
JP2009510480A (ja) | 2005-10-04 | 2009-03-12 | ゾロ テクノロジーズ,インコーポレイティド | 2線のガス分光法の較正 |
WO2008054429A2 (en) * | 2005-11-15 | 2008-05-08 | Zolo Technologies, Inc. | All-fiber architecture for an embedded flight sensor for aeropropulsion applications |
JP5096975B2 (ja) * | 2008-03-25 | 2012-12-12 | 大阪瓦斯株式会社 | ガス検知器 |
US8964801B2 (en) * | 2009-06-11 | 2015-02-24 | Esi-Pyrophotonics Lasers, Inc. | Method and system for stable and tunable high power pulsed laser system |
KR101201530B1 (ko) * | 2009-07-28 | 2012-12-13 | 유티오인터내셔날코퍼레이션(영업소) | 구조물 계측기용 검정과 교정 기능을 가지는 복합형 계측기 및 상기 계측기에서 계측수치를 사용하는 제어전압 생성방법 |
KR20110112086A (ko) * | 2010-04-06 | 2011-10-12 | 주식회사 싸이트로닉 | 가변 레이저 방식의 초고속 광섬유 격자 센서 측정 계측기 |
CN102252704A (zh) * | 2010-05-17 | 2011-11-23 | 北京派科森科技有限公司 | 高速高精度多通道布拉格光栅解调仪 |
JP5494889B2 (ja) * | 2011-05-25 | 2014-05-21 | 富士電機株式会社 | 光源装置、分析装置、光生成方法、及び分析方法 |
CN203519492U (zh) * | 2013-09-02 | 2014-04-02 | 刘永宁 | 一种基于二次谐波检测技术的多通道多点位气体检测系统 |
-
2017
- 2017-03-21 CN CN201780023121.XA patent/CN109073548B/zh active Active
- 2017-03-21 KR KR1020187028968A patent/KR102195472B1/ko active IP Right Grant
- 2017-03-21 US US16/092,992 patent/US10738997B2/en active Active
- 2017-03-21 AU AU2017251622A patent/AU2017251622B2/en active Active
- 2017-03-21 RU RU2018138564A patent/RU2730447C2/ru active
- 2017-03-21 JP JP2018553189A patent/JP6909804B2/ja active Active
- 2017-03-21 WO PCT/US2017/023392 patent/WO2017180297A1/en active Application Filing
- 2017-03-21 ES ES17782809T patent/ES2853723T3/es active Active
- 2017-03-21 EP EP17782809.2A patent/EP3443325B1/en active Active
- 2017-03-21 CA CA3020690A patent/CA3020690A1/en active Pending
- 2017-03-21 SG SG11201808029QA patent/SG11201808029QA/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US10738997B2 (en) | 2020-08-11 |
CN109073548B (zh) | 2021-04-02 |
JP2019513998A (ja) | 2019-05-30 |
JP6909804B2 (ja) | 2021-07-28 |
SG11201808029QA (en) | 2018-10-30 |
US20190128520A1 (en) | 2019-05-02 |
RU2730447C2 (ru) | 2020-08-21 |
EP3443325A1 (en) | 2019-02-20 |
WO2017180297A1 (en) | 2017-10-19 |
EP3443325A4 (en) | 2019-12-04 |
AU2017251622A1 (en) | 2018-10-11 |
KR20180134884A (ko) | 2018-12-19 |
AU2017251622B2 (en) | 2021-08-05 |
KR102195472B1 (ko) | 2020-12-29 |
EP3443325B1 (en) | 2021-01-20 |
CN109073548A (zh) | 2018-12-21 |
CA3020690A1 (en) | 2017-10-19 |
ES2853723T3 (es) | 2021-09-17 |
RU2018138564A3 (ru) | 2020-06-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2011527755A5 (ru) | ||
US10830698B2 (en) | TDLAS architecture for widely spaced wavelength | |
JP2954941B2 (ja) | 大容量波長分割マルチプレクサ | |
US9909951B2 (en) | Apparatus and method for characterization of FBG rellector array | |
RU2017101416A (ru) | Матрицы датчиков, предусматривающие мультиплексирование с разделением по времени (мрв) и мультиплексирование с разделением по длине волны (мрдв) | |
US10254198B2 (en) | Birefringent multi-peak optical reference element and birefringent sensor system | |
JP5008011B2 (ja) | 光ファイバセンサアレイ及び光ファイバセンサアレイシステム | |
RU2018138564A (ru) | Способ и устройство для проверки работы системы tdlas | |
JP2019513998A5 (ru) | ||
CN102104229A (zh) | 一种单频激光器的波长控制装置及控制方法 | |
RU2602998C1 (ru) | Способ контроля спектральных параметров волоконной брэгговской решетки | |
EP3109601B1 (en) | System and method for sensing many fiber sensors using time-division multiplexing and wavelength division multiplexing | |
JP2018031612A (ja) | 光学装置及び検査システム | |
KR101335708B1 (ko) | 센싱 경로 재설정 기능을 갖는 광섬유격자 센서 시스템 | |
US20200049853A1 (en) | Differential Attenuation Compensation For Distributed Temperature Sensing Systems | |
JP2016070684A (ja) | 光源ユニット、光コヒーレンストモグラフィシステムおよび偏波調整方法 | |
RU2634490C1 (ru) | Квазираспределенная волоконно-оптическая информационно-измерительная система | |
Wild et al. | Optimisation of Power Detection Interrogation Methods for Fibre Bragg Grating Sensors | |
Van Newkirk et al. | Multicore Optical Fiber Point Sensors |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20201119 |