(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211128574.8 (22)申请日 2022.09.16 (71)申请人 中国科学院沈阳自动化研究所 地址 110016 辽宁省沈阳市沈河区南塔街 114号 (72)发明人 史泽林　庞明琪　刘海峥　祝东远　 张代军　 (74)专利代理 机构 沈阳科苑专利商标代理有限 公司 210 02 专利代理师 周宇 (51)Int.Cl. G01N 21/3504(2014.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 高温高压气体红外辐射-吸收光谱测量系统 (57)摘要 本发明涉及高温高压气体红外辐射 ‑吸收光 谱测量系统， 包括： 光源， 两个卡塞格伦双反射系 统， 耐高温耐高压气体池， 光谱仪。 光源发出的红 外辐射光， 经过第一个卡塞格伦双反射系统后， 聚焦于气体池中心， 光源的红外辐射因气体池两 侧的红外窗口和气体池内的高温高压气体吸收 而衰减， 再叠加待测气体发出的红外辐射， 被另 一个卡塞格伦双反射系统收集并聚焦于光谱仪 上。 本发明的系统， 能够实现对高温高压气体红 外辐射和吸收光谱的采集和测量， 测量精度高， 具有实际应用价 值。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 115420701 A 2022.12.02 CN 115420701 A 1.高温高压气体红外辐射 ‑吸收光谱测量系统， 其特征在于， 包括光源(1)， 以及沿光路 依次设置的第一卡塞格伦双反射系统(2)、 气体池(3)、 第二卡塞格伦双反射系统(4)和光谱 仪(5)； 所述第一卡塞格伦双反射系统(2)包括第一主镜(6)， 第一次镜(7)； 所述第二卡塞格 伦双反射系统(4)包括第二主镜(8)， 第二次镜(9)； 所述第一卡塞格伦双反射系统(2)、 第二 卡塞格伦双反射系统(4)的位置相 对气体池(3)成镜像； 所述气体池(3)中心设于第一卡塞 格伦双反射系统(2)、 第二卡塞格伦双反射系统(4)的主镜交点处， 其内充满待测的高温高 压气体， 且气体池(3)两侧为红外输入、 输出窗口， 用于红外辐射穿透； 所述光源(1)为红外 辐射源， 且置于第一卡塞格伦双反射系统(2)的次镜焦点处； 所述光谱仪(5)置于第二卡塞 格伦双反射系统(4)的次镜焦点处。 2.根据权利要求1所述的高温高压气体红外辐射 ‑吸收光谱测量系统， 其特征在于， 所 述光源(1)为 黑体、 硅碳 棒、 钨丝灯的其中一种。 3.根据权利要求1所述的高温高压气体红外辐射 ‑吸收光谱测量系统， 其特征在于， 所 述第一卡塞格伦双反射系统(2)、 第二卡塞格伦双反射系统(4)的主镜为椭球面镜， 向内凹 的一面为工作面， 且所述主镜中心开 通光孔， 所述通光孔半径小于次镜 镜面半径。 4.根据权利要求1所述的高温高压气体红外辐射 ‑吸收光谱测量系统， 其特征在于， 所 述第一卡塞格伦双反射系统(2)、 第二卡塞格伦双反射系统(4)的次镜为双曲面镜， 双曲面 的其中一面为工作面， 朝向光源或光谱仪； 所述主镜的工作面与所述次镜的工作面相对设 置。 5.根据权利要求1所述的高温高压气体红外辐射 ‑吸收光谱测量系统， 其特征在于， 所 述气体池(3)为不透光金属材质， 两侧的输入、 输出窗口材料可透过2 ‑15 μm红外波段光源、 透光率大于90％。 6.根据权利要求5所述的高温高压气体红外辐射 ‑吸收光谱测量系统， 其特征在于， 所 述气体池(3)两侧的输入、 输出窗口材 料为ZnSe 材料。 7.根据权利要求1或5所述的高温高压气体红外辐射 ‑吸收光谱测量系统， 其特征在于， 所述气体池(3)内设有加热器。 8.根据权利要求1或5所述的高温高压气体红外辐射 ‑吸收光谱测量系统， 其特征在于， 所述气体池(3)连接高压充气装置 。 9.根据权利要求1所述的高温高压气体红外辐射 ‑吸收光谱测量系统， 其特征在于， 所 述光谱仪(5)为红外光谱仪， 测量范围覆盖2 ‑15 μm波段。 10.根据权利要求1所述的高温高压气体红外辐射 ‑吸收光谱测量系统， 其特征在于， 以 气体池(3)的中心为对称轴的单侧光路器件的结构参数包括： 已知主镜、 次镜的面型 方程， 主镜与次镜的面间距d； 次镜直径 主镜开孔直径 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115420701 A 2主镜直径D1满足： 其中， a2为次镜实半轴的长度； c2为次镜两个几何焦点P2和P2’之间距离的一半； Fe为光 谱仪(5)的F数； a1为主镜长半轴的长度； c1为主镜两个几何焦点P1和P1’之间距离的一半； α 为卡塞格伦双反射镜的遮拦比； D4为气体池红外窗口通光孔径； l1为气体池3的中心到单侧 红外窗口 的距离。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115420701 A 3