基于光纤环形谐振腔的红外气体分析仪制造技术

本发明专利技术涉及一种红外线气体浓度分析仪。现有产品体积较大。本发明专利技术包括光发射单元、光接收单元、光输入光纤、光输出光纤、光耦合器、进气光纤连接器、出气光纤连接器、中央处理单元、气路光纤和回路光纤，气路光纤为中空光纤。本发明专利技术中在气路光纤中充满待测气体形成了一个气体室，既提高光路径长度又减小了所占空间。气路光纤和回路光纤形成一个光纤环形谐振腔，探测光可以在其中多次通过，提高气体探测的灵敏度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种气体浓度检测装置，尤其是一种红外线气体浓度分析仪，主要用来测量气体中某种或几种分子的浓度。
技术介绍
气体分析仪是利用光能量被气体分子选择特定频率吸收的吸收光谱原理，来测量气体的浓度。红外气体分析仪由光发射单元、气体室、光接收单元、数据处理单元以及其它辅助单元组成。光发射单元包括各种红外光源，其发射的红外光射入气体室，被气体室中的气体吸收衰减后，照射到接收单元。接收单元一般包括红外探测器，它将红外光的吸收衰减变化量转化为电信号变化量，该电信号被数据处理单元处理后，即可得到被测气体中某些分子的浓度值。具体来说，光源发射出的特定波长的光穿过被测气体时，被测气体吸收，导致特定频率光的强度产生衰减，光强度的衰减与被测气体浓度相关。因此，通过测量光强度衰减信息就可以分析获得被测气体的浓度。由于测量中需要足够长度的光传播距离，因此在现有技术中，气体分析仪的气体室尺寸较大，比较笨重。
技术实现思路
本专利技术的的目的是针对现有技术的不足，提供一种更紧凑、测量精度更高、响应速度更快的气体分析仪。本专利技术包括光发射单元、光接收单元、光输入光纤、光输出光纤、光耦合器、进气光纤连接器、出气光纤连接器、中央处理单元、气路光纤和回路光纤。光发射单元与光输入光纤的一端连接，并实现光耦合，光输入光纤的另一端连接到光耦合器。回路光纤贯穿光耦合器，光输入光纤在光耦合器中将探测光耦合到回路光纤中。光输出光纤的一端连接到光接收单元，并实现光耦合，另一端连接到光耦合器，光输出光纤将回路光纤中的部分探测光耦合出来。回路光纤的一端与气路光纤的一端都连接在进气光纤连接器上，并实现光耦合；气路光纤的另一端与回路光纤的另一端都连接到出气光纤连接器上，并实现光耦合。光发射单元和光接收单元都与中央数据处理单元电连接。所述的气路光纤为中空光纤。所述的进气光纤连接器为中空，设有进气口，待测气体可以通过此进气口流入进气光纤连接器，并流入中空的气路光纤中；所述的出气光纤连接器为中空，设有出气口，待测气体可以通过此出气口从气路光纤中流出出气光纤连接器。本专利技术中待测气体通过进气口流入气路光纤，并从出气口流出，因而在气路光纤中充满待测气体，气路光纤构成了一个气体室，在提高光路径长度的同时，减小了所占空间。气路光纤、贯穿光耦合器的回路光纤形成一个光纤环形谐振腔，探测光可以在谐振腔中多次通过，提高气体探测的灵敏度。附图说明图1为本专利技术一个实施例的结构示意图；图2为本专利技术另一个实施例的结构示意图。具体实施例方式实施例1如图1所示，光发射单元101与光输入光纤102的一端连接，并实现光耦合。光输入光纤102的另一端连接到光耦合器103中，并且将探测光耦合到回路光纤106中。回路光纤106的一端与进气光纤连接器107连接，气路光纤109的一端也连接到进气光纤连接器107中，并且回路光纤106与气路光纤109的位置对应，实现光耦合。以上所述的进气光纤连接器107为中空，设有进气口108，待测气体可以通过进气口108流入回路光纤109中。气路光纤109的另一端与回路光纤106的另一端都连接到出气光纤连接器110中，并且位置对应，实现光耦合。以上所述的出气光纤连接器110为中空，设有出气口111，气路光纤109中的待测气体通过出气口111流出。光输出光纤104的一端连接到光耦合器103中，并将回路光纤106中的探测光耦合出来。光输出光纤104的另一端连接到光接收单元105中。光发射单元101和光接受单元105都与中央数据处理单元112电连接，将电信号发送给中央数据处理单元112。实施例1中，回路光纤106和气路光纤109形成光纤环路谐振腔，探测光在其中循环传输。待测气体从进气口108流入，穿过气路光纤109，从出气口111流出，因而气路光纤109中充满待测气体。实施例2如图2所示，光发射单元201与光输入光纤202的一端连接，并实现光耦合。光输入光纤202的另一端连接到光耦合器203中，并且将探测光耦合到回路光纤207中，回路光纤207的一端与进气光纤连接器208连接，气路光纤210的一端也连接到进气光纤连接器208中，并且回路光纤207与气路光纤210的位置对应，实现光耦合。以上所述的回路光纤207和气路光纤210都为中空，待测气体能够在其中流动。以上所述的进气光纤连接器208为中空，设有进气口209，待测气体可以通过进气口209流入回路光纤207和气路光纤210中。气路光纤210的另一端与回路光纤207的另一端都连接到出气光纤连接器211中，并且位置对应，实现光耦合。以上所述的出气光纤连接器211为中空，设有出气口212，回路光纤207和气路光纤210中的待测气体通过出气口212流出。光输出光纤205的一端连接到光耦合器204中，另一端连接到光接收单元206中，将回路光纤207中的探测光耦合到光接收单元206。光发射单元201和光接受单元206都与中央数据处理单元213电连接，将电信号发送给中央数据处理单元213。以上所述的回路光纤207穿过光耦合器203和光耦合器204，气体可在整条中空光纤内流动。实施例2中，采用采用光耦合器203和光耦合器204，分别实现光从回路光纤207中耦合进和耦合出的功能。回路光纤207和气路光纤210形成光纤环路谐振腔，探测光在其中循环传输。待测气体从进气口209流入，穿过回路光纤207和气路光纤210，从出气口212流出，因而回路光纤207和气路光纤210中充满待测气体。权利要求1.基于光纤环形谐振腔的红外气体分析仪，包括光发射单元、光接收单元、光输入光纤、光输出光纤、光耦合器、进气光纤连接器、出气光纤连接器、中央处理单元、气路光纤和回路光纤，其特征在于光发射单元与光输入光纤的一端连接，并实现光耦合，光输入光纤的另一端连接到光耦合器；回路光纤贯穿光耦合器设置，光输入光纤在光耦合器中将探测光耦合到回路光纤中；光输出光纤的一端连接到光接收单元，并实现光耦合，另一端连接到光耦合器，光输出光纤将回路光纤中的部分探测光耦合出来；回路光纤的一端与气路光纤的一端都连接在进气光纤连接器上，并实现光耦合，气路光纤的另一端与回路光纤的另一端都连接到出气光纤连接器上，并实现光耦合；光发射单元和光接收单元都与中央数据处理单元电连接。2.如权利要求1所述的基于光纤环形谐振腔的红外气体分析仪，其特征在于所述的气路光纤为中空光纤。3.如权利要求1所述的基于光纤环形谐振腔的红外气体分析仪，其特征在于所述的进气光纤连接器为中空，设有进气口，待测气体可以通过此进气口流入进气光纤连接器，并流入中空的气路光纤中；所述的出气光纤连接器为中空，设有出气口，待测气体可以通过此出气口从气路光纤中流出出气光纤连接器。全文摘要本专利技术涉及一种红外线气体浓度分析仪。现有产品体积较大。本专利技术包括光发射单元、光接收单元、光输入光纤、光输出光纤、光耦合器、进气光纤连接器、出气光纤连接器、中央处理单元、气路光纤和回路光纤，气路光纤为中空光纤。本专利技术中在气路光纤中充满待测气体形成了一个气体室，既提高光路径长度又减小了所占空间。气路光纤和回路光纤形成一个光纤环形谐振腔，探测光可以在其中多次通过，提高气体探测的灵敏度。文档编号G01N21/25GK1877301SQ200610052339公开日本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于光纤环形谐振腔的红外气体分析仪，包括光发射单元、光接收单元、光输入光纤、光输出光纤、光耦合器、进气光纤连接器、出气光纤连接器、中央处理单元、气路光纤和回路光纤，其特征在于光发射单元与光输入光纤的一端连接，并实现光耦合，光输入光纤的另一端连接到光耦合器；回路光纤贯穿光耦合器设置，光输入光纤在光耦合器中将探测光耦合到回路光纤中；光输出光纤的一端连接到光接收单元，并实现光耦合，另一端连接到光耦合器，光输出光纤将回路光纤中的部分探测光耦合出来；回路光纤的一端与气路光纤的一端都连接在进气光纤连接器上，并实现光耦合，气路光纤的另一端与回路光纤的另一端都连接到出气光纤连接器上，并实现光耦合；光发射单元和光接收单元都与中央数据处理单元电连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卢山鹰，王健，孙玲玲，周磊，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]