使用光耦合到实芯光纤的空芯光纤的分布式气体检测系统和方法技术方案

一种分布式气体检测系统，其包括实芯光纤、空芯光纤和询问器装置。所述实芯光纤被配置成从光源接收一个或多个波长的光。所述空芯光纤设置在不同位置处。每个所述空芯光纤与所述实芯光纤的不同的对应一个光耦合，并被配置成接收通过对应实芯光纤进行传输的至少一些光。所述询问器装置被配置成接收通过所述实芯光纤和所述空芯光纤进行传播的至少一些光。所述询问器装置被配置成通过检查在至少一个所述空芯光纤中吸收的光的至少一个波长，识别所关注气体的存在位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用光耦合到实芯光纤的空芯光纤的分布式气体检测系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求2016年5月13日提交的美国专利申请第15/154,509号的优先权，所述申请的公开内容以全文引用的方式并入本专利技术中。政府许可权利本专利技术按照美国能源部授予的DE-AR0000543号合同在美国政府支持下进行。政府拥有本专利技术的某些权利。
技术介绍
已经开发了各种装置来感测和测量在人造位置或自然位置处(例如油井、管道、矿井、制造厂、精炼厂等)不同气体的浓度。监测气体的存在和浓度可以用于各种应用中，例如检测管道中的泄漏，以确保不存在大量浓度的有毒气体(一氧化碳(CO)、硫化氢(H2S)等)，以确保爆炸性气体(甲烷(CH4))、氢气(H2)等)低于相应的爆炸极限，以识别混合物中的气体(出于运输监护、热含量等原因)，或者出于各种其它原因。可以使用光谱提供高灵敏和选择性传感器，原因是每种气体呈现唯一的光谱指纹，使得气体吸收和发射特定波长的光能。气体相对是透明的，然而，气体的吸收线强度可能相对较小，难以检测。为了适应小吸收线强度，在光谱中使用的光需要通过气体中的长路径长度，以便建立光谱传感器的足够的灵敏度，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，所述系统包括：实芯光纤，所述实芯光纤被配置成从光源接收一个或多个波长的光；空芯光纤，所述空芯光纤设置在不同位置，每个所述空芯光纤与所述实芯光纤的不同的对应一个光耦合，并被配置成接收通过所述对应实芯光纤进行传输的至少一些光；以及询问器装置，所述询问器装置被配置成接收通过所述实芯光纤和所述空芯光纤进行传播的至少一些光，所述询问器装置被配置成通过检查在所述空芯光纤的至少一个中吸收的光的至少一个波长，识别所关注气体的存在位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.13 US 15/154,5091.一种系统，所述系统包括：实芯光纤，所述实芯光纤被配置成从光源接收一个或多个波长的光；空芯光纤，所述空芯光纤设置在不同位置，每个所述空芯光纤与所述实芯光纤的不同的对应一个光耦合，并被配置成接收通过所述对应实芯光纤进行传输的至少一些光；以及询问器装置，所述询问器装置被配置成接收通过所述实芯光纤和所述空芯光纤进行传播的至少一些光，所述询问器装置被配置成通过检查在所述空芯光纤的至少一个中吸收的光的至少一个波长，识别所关注气体的存在位置。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述空芯光纤和所述实芯光纤至少部分地设置在具有开口的细长感测管内，通过所述开口所关注气体能从所关注气体源进入所述感测管中，所述空芯光纤沿所述感测管的长度设置在不同位置处。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述感测管包括具有一个或多个减小的喉部的内表面，在一个或多个所述空芯光纤的第一端处所述内表面的横截面面积比在所述一个或多个所述空芯光纤的相对的第二端处的内表面的横截面面积更小。4.根据权利要求2所述的系统，其中，一个或多个所述空芯光纤与从所述空芯光纤向外延伸的挡板联接，所述挡板定位成比所述空芯光纤的相对的第二端更靠近所述空芯光纤的第一端，其中，相对于所述空芯光纤的第二端，所述挡板减小在所述空芯光纤的第一端处所述感测管的横截面面积。5.根据权利要求2所述的系统，其中，所述感测管包括与较小区段流体联接的较大区段，所述较大区段具有比所述较小区段更大的横截面面积，其中，一个或多个空芯光纤的第一端设置在所述感测管的较大区段中，所述一个或多个空芯光纤的相对的第二端设置在所述感测管的较小区段中。6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述实芯光纤设置在具有开口的细长感测管的外部，通过所述开口所关注气体能从所关注气体源进入所述感测管中，并且其中，所述空芯光纤包括与所述感测管的外部的实芯光纤光耦合的第一端和延伸进入所述感测管的内部空间中的相对的第二端。7.根据权利要求6所述的系统，其中，第二实芯光纤附接到延伸到所述感测管的内部空间中的所述空芯光纤的至少一个的第二端。8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述空芯光纤被配置成设置在地下矿井、采矿平台或沿管道延伸的感测管中的一个或多个的不同位置。9.一种系统，所述系统包括：具有开口的细长的感测管，通过所述开口，所关注气体能从所关注气体源进入所述感测管中；实芯光纤，所述实芯光纤被配置成从光源接收一个或多个波长的光；空芯光纤，所述空芯光纤沿所述感测管的长度设置在不同位置中，所述空芯光纤至少部分地设置在所述感测管的内部，每个所述空芯光纤与所述实芯光纤的不同的对应一个光耦合，并被配置成接收通过对应实芯光纤进行传输的至少一些光；以及询问器装置，所述询问器装置被配置成接收通过一个或多个所述实芯光纤和一个或多个空芯光纤进行传播的至少一些光，所述询问器装置被配置成通过检查在一个或多个空芯光纤处吸收的光的至少一个波长，识别来自所关注气体源的所关注气体的存在位置。10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述空芯光纤和所述实芯光纤设置在所述感测管内。11.根据权利要求9所述的系统，其中，所述实芯光纤设置在所述感测管的外部，所述空芯光纤包括与在所述感测管的外部的实芯光纤光耦合的第一端和延伸进所述感测管的内部空间中的相对的第二端。12.根据权利要求11所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·A·查利纳，G·P·科斯特，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US