[实用新型]一种用于矩形燃烧流场的一对多高密度光纤光学探测装置

权利要求书

1.一种用于矩形燃烧流场的一对多高密度光纤光学探测装置，其特征在于，包括4个收发组和铠装光纤束，每个收发组均包括发射探头模块、接收探头模块，4个接收探头模块分别固定安装在一矩形的四边，且其中央形成矩形探测孔，对应的4个发射探头模块分别安装在矩形对边的4个接收探头模块的一侧，且4个发射探头模块分别位于矩形的四边最右端，接收探头模块用于接收位于对边的发射探头模块的发射光，发射探头模块、接收探头模块均与铠装光纤束连接，其中：

接收探头模块包括壳体(9)、不锈钢光纤插芯(5)、耦合透镜(4)、第一光楔(3)和光纤收发内接口(8)，其中，壳体(9)的一端口安装光纤收发内接口(8)，壳体(9)的另一端口从外至内依次设为光楔层、透镜层和光纤层，光楔层包括光楔固定框(7)和第一光楔(3)，光楔固定框(7)固定在壳体(9)的端口处，光楔固定框(7)外设有第一冷却通道(1)，若干个第一光楔(3)依次排列安装在光楔固定框(7)内；光楔层与透镜层之间设有第二冷却通道(2)，透镜层包括耦合外框(6)和耦合透镜(4)，耦合外框(6)固定设置在光楔层内侧，若干个耦合透镜(4)依次排列安装在耦合外框(6)内；光纤层内呈阵列式安装有若干个不锈钢光纤插芯(5)，所述不锈钢光纤插芯(5)分别由多自由度调整架固定，所述不锈钢光纤插芯(5)、耦合透镜(4)和第一光楔(3)数量相等且对应设置；壳体(9)外的一侧设有冷却进气口(10)，所述冷却进气口(10)与第一冷却通道(1)、第二冷却通道(2)连通；

发射探头模块包括外套管(13)、陶瓷插芯(11)、准直透镜(15)、非球面柱透镜(16)和第二光楔(17)，其中，陶瓷插芯(11)的一端通过插芯外套管(12)固定在外套管(13)内的一端，陶瓷插芯(11)的另一端伸出外套管(13)并与铠装光纤束连接；准直透镜(15)、非球面柱透镜(16)和第二光楔(17)依次由内至外设置在外套管(13)内的另一端，且第二光楔(17)部分伸出外套管(13)，准直透镜(15)与陶瓷插芯(11)之间通过定焦间隔圈(14)分离。

2.根据权利要求1所述的用于矩形燃烧流场的一对多高密度光纤光学探测装置，其特征在于，发射探头模块的陶瓷插芯(11)的光轴与同一收发组的接收探头模块的出光光轴平行。

3.根据权利要求1所述的用于矩形燃烧流场的一对多高密度光纤光学探测装置，其特征在于，所述第二光楔(17)为带楔角的自由曲面透镜。

4.根据权利要求3所述的用于矩形燃烧流场的一对多高密度光纤光学探测装置，其特征在于，第二光楔(17)的自由曲面上做有二元微结构，用以产生偏折型均匀线光源，光最大偏转角度56.5°。

5.根据权利要求1所述的用于矩形燃烧流场的一对多高密度光纤光学探测装置，其特征在于，所述陶瓷插芯(11)的直径为2.5mm、长度为12.7mm。

6.根据权利要求1所述的用于矩形燃烧流场的一对多高密度光纤光学探测装置，其特征在于，所述插芯外套管(12)的外径为3.5mm、内径为3mm、长度为19.1mm。

7.根据权利要求1所述的用于矩形燃烧流场的一对多高密度光纤光学探测装置，其特征在于，所述插芯外套管(12)采用不锈钢材质制成。

8.根据权利要求1所述的用于矩形燃烧流场的一对多高密度光纤光学探测装置，其特征在于，所述第一冷却通道(1)、第二冷却通道(2)为氮气冷却通道。

9.根据权利要求1所述的用于矩形燃烧流场的一对多高密度光纤光学探测装置，其特征在于，发射探头模块分为位于矩形长边的长边发射端和位于矩形短边的短边发射端，所述长边发射端和短边发射端的非球面柱透镜(16)的面型不同。

10.根据权利要求1所述的用于矩形燃烧流场的一对多高密度光纤光学探测装置，其特征在于，所述定焦间隔圈(14)通过光学特种胶固定在外套管(13)内。