本实用新型专利技术提供了一种铥钬光纤超荧光气体传感装置，包括：超荧光光源模块，超荧光光源模块设有第一光路和第二光路，超荧光光源模块包括掺铥超荧光光源、光纤耦合器、第一掺钬光纤、第三光纤隔离器以及用于将第一光路中的掺铥超荧光与第二光路中的掺钬超荧光进行光谱拼接后得到宽带铥钬超荧光的波分复用器；光源控制模块用于调节超荧光光源模块的输出功率；气体探测模块用于检测待测气体的种类及浓度。通过超荧光光源模块和光源控制模块实现高功率和宽光谱的宽带铥钬超荧光，采用高功率和宽光谱的宽带铥钬超荧光作为探测用光源，极大地提升了装置的可探测气体种类，可适用于多种气体的探测，提高了装置的应用空间。提高了装置的应用空间。提高了装置的应用空间。
【技术实现步骤摘要】
一种铥钬光纤超荧光气体传感装置
[0001]本技术属于气体探测
，尤其涉及一种铥钬光纤超荧光气体传感装置。
技术介绍
[0002]随着经济的迅速发展，石油化工、冶金等工业生产过程，石油、天然气燃烧，矿业生产部门等排放出大量的易燃、易爆、有毒、有害气体，使人类的生存环境受到严重的污染，也严重破坏了生态平衡。为了尽可能减轻这一危害，就需要对这些气体进行现场快速实时探测，及时掌握现场动态变化，并对不良趋势变化进行有效控制，这对生态环境保护有着特别重要的意义。因此，研究各种气体的检测方法与气体传感探测就成为传感技术发展领域的一个重要课题。
[0003]大多数气体特征吸收曲线处于中红外波段(2
‑
10μm)，而对于气体探测用光源目前多采用中红外量子级联激光器，其输出功率低是难以克服的缺点，而中红外波段的光纤激光技术也尚不成熟。目前，市场上现有的光学气体探测装置，使用的多为窄线宽的中红外量子级联激光器，即发射的光谱线宽较窄，只适用于一种气体的探测，比如2327nm适用于一氧化碳、2004nm适用于二氧化碳、1854nm适用于水蒸气等，使得其设备探测气体种类单一的问题。
技术实现思路
[0004]本技术所要解决的技术问题在于提供一种铥钬光纤超荧光气体传感装置，旨在解决相关技术中的气体传感装置所探测气体种类单一的技术问题。
[0005]为解决上述技术问题，本技术是这样实现的，一种铥钬光纤超荧光气体传感装置，包括：
[0006]超荧光光源模块，所述超荧光光源模块包括掺铥超荧光光源、光纤耦合器、第一掺钬光纤、第三光纤隔离器以及波分复用器，所述超荧光光源模块设有第一光路和第二光路，所述掺铥超荧光光源发射的掺铥超荧光经过所述光纤耦合器后被所述光纤耦合器按预定比例分成第一光路的掺铥超荧光和第二光路的掺铥超荧光，所述第一光路中的掺铥超荧光直接传输至所述波分复用器，所述第二光路中的掺铥超荧光传输至所述第一掺钬光纤后生成掺钬超荧光，所述掺钬超荧光经过所述第三光纤隔离器后传输至所述波分复用器，所述波分复用器用于将所述第一光路中的掺铥超荧光和所述第二光路中的掺钬超荧光进行光谱拼接后得到宽带铥钬超荧光；
[0007]光源控制模块，所述光源控制模块电连接于所述超荧光光源模块，所述光源控制模块用于调节所述超荧光光源模块的输出功率，以及
[0008]气体探测模块，所述超荧光光源模块产生的宽带铥钬超荧光传输至所述气体探测模块，所述气体探测模块用于检测待测气体的种类及浓度。
[0009]进一步地，所述掺铥超荧光光源包括种子光源和至少一级功率放大器，所述种子
光源用于产生掺铥超荧光，所述种子光源产生的掺铥超荧光传输至所述功率放大器进行功率放大。
[0010]进一步地，所述种子光源包括全反镜、第一泵浦源、第一泵浦合束器、第一掺铥光纤以及第一光纤隔离器，所述第一泵浦源产生的泵浦光传输至所述第一泵浦合束器，所述泵浦光在所述第一泵浦合束器进行耦合后传输至所述第一掺铥光纤得到所述掺铥超荧光，所述全反镜用于反射后向超荧光至所述第一泵浦合束器的信号端，最终，前向和后向掺铥超荧光经过所述第一光纤隔离器后传输至所述功率放大器。
[0011]进一步地，所述功率放大器包括第二泵浦源、第二泵浦合束器、第二掺铥光纤、包层功率剥离器以及第二光纤隔离器，所述种子光源产生的掺铥超荧光与所述第二泵浦源产生的泵浦光在所述第二泵浦合束器进行耦合后得到第一耦合光，所述第一耦合光依次传输经过所述第二掺铥光纤、包层功率剥离器以及第二光纤隔离器，并最终传输至所述光纤耦合器。
[0012]进一步地，所述气体探测模块包括气室、光接收模块、光电探测模块以及信号分析与处理模块，所述信号分析与处理模块电连接于所述光电探测模块，所述气室内储存有待检测气体，所述超荧光光源模块产生的宽带铥钬超荧光经过所述气室后传输至所述光接收模块，所述光接收模块用于将所述气室射出的光传输至所述光电探测模块，所述光电探测模块用于将所述光接收模块传输的光信号转化成电信号后传输至所述信号分析与处理模块，所述信号分析与处理模块用于对所述光电探测模块传输的电信号进行分析与处理得到待测气体的种类及浓度。
[0013]进一步地，所述气室具有入射口和出射口，所述气室用于通入待检测气体，所述超荧光光源模块产生的宽带铥钬超荧光从所述入射口射入所述气室内，所述超荧光光源模块产生的宽带铥钬超荧光在所述气室内进行预定次数反射后经所述出射口射出所述气室。
[0014]进一步地，所述气室内安装有反射镜组，从所述入射口射入所述气室内的宽带铥钬超荧光在所述反射镜组上反射预定次数后从所述出射口射出所述气室。
[0015]进一步地，所述反射镜组包括第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜和所述第二反射镜均安装在所述气室内，所述第一反射镜的至少部分区域和所述第二反射镜正对，所述气室内的宽带铥钬超荧光在所述第一反射镜和所述第二反射镜之间传输预定次数后从所述出射口射出。
[0016]进一步地，所述铥钬光纤超荧光气体传感装置还包括光准直模块，所述光准直模块包括光纤准直器，所述光纤准直器用于将所述超荧光光源模块发射的宽带铥钬超荧光进行准直后传输至所述气室内。
[0017]进一步地，所述光准直模块还包括调节架，所述光纤准直器安装在所述调节架，所述调节架用于调节所述超荧光光源模块发射的光射入所述气室的入射方向。
[0018]本技术中一种铥钬光纤超荧光气体传感装置与现有技术相比，有益效果在于：掺铥超荧光光源被光纤耦合器按预定比例分成第一光路的掺铥超荧光和第二光路的掺铥超荧光，其中第二光路的掺铥超荧光传输至所述第一掺钬光纤使得掺铥超荧光作为掺钬超荧光的泵浦源，从而实现在第二光路中得到掺钬超荧光。第一光路的掺铥超荧光和在第二光路中得到掺钬超荧光均传输至波分复用器中，从而实现将掺钬超荧光与掺铥超荧光进行光谱拼接后得到宽带铥钬超荧光。再将宽带铥钬超荧光传输至气体探测模块，实现利用
宽带铥钬超荧光实现对待测气体的种类及浓度的检测；同时，光源控制模块调节所述超荧光光源模块的输出功率，实现宽带铥钬超荧光的功率改变。通过将掺铥超荧光和掺钬超荧光进行光谱拼接后得到宽带铥钬超荧光，光源控制模块调节所述超荧光光源模块的输出功率，实现高功率、宽光谱的宽带铥钬超荧光，同时采用宽带铥钬超荧光作为探测用光源，极大地拓展了气体传感装置的可探测气体种类和提高了气体传感装置的探测精准性。
附图说明
[0019]图1是本技术实施例中一种铥钬光纤超荧光气体传感装置的流程示意图；
[0020]图2是本技术实施例中一种铥钬光纤超荧光气体传感装置中宽带铥钬超荧光的生成示意图；
[0021]图3是本技术实施例中一种铥钬光纤超荧光气体传感装置中的掺铥超荧光光源生成示意图；
[0022]图4是本技术实施例中一种铥钬光纤超荧光气体传感装置中的气体探测模块结构图。
[0023]在附图中，各附图标记表示：1、掺铥超荧光光源；2、光本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种铥钬光纤超荧光气体传感装置，其特征在于，包括：超荧光光源模块，所述超荧光光源模块包括掺铥超荧光光源、光纤耦合器、第一掺钬光纤、第三光纤隔离器以及波分复用器，所述超荧光光源模块设有第一光路和第二光路，所述掺铥超荧光光源发射的掺铥超荧光经过所述光纤耦合器后被所述光纤耦合器按预定比例分成第一光路的掺铥超荧光和第二光路的掺铥超荧光，所述第一光路中的掺铥超荧光直接传输至所述波分复用器，所述第二光路中的掺铥超荧光传输至所述第一掺钬光纤后生成掺钬超荧光，所述掺钬超荧光经过所述第三光纤隔离器后传输至所述波分复用器，所述波分复用器用于将所述第一光路中的掺铥超荧光和所述第二光路中的掺钬超荧光进行光谱拼接后得到宽带铥钬超荧光；光源控制模块，所述光源控制模块电连接于所述超荧光光源模块，所述光源控制模块用于调节所述超荧光光源模块的输出功率，以及气体探测模块，所述超荧光光源模块产生的宽带铥钬超荧光传输至所述气体探测模块，所述气体探测模块用于检测待测气体的种类及浓度。2.根据权利要求1所述的铥钬光纤超荧光气体传感装置，其特征在于，所述掺铥超荧光光源包括种子光源和至少一级功率放大器，所述种子光源用于产生掺铥超荧光，所述种子光源产生的掺铥超荧光传输至所述功率放大器进行功率放大。3.根据权利要求2所述的铥钬光纤超荧光气体传感装置，其特征在于，所述种子光源包括全反镜、第一泵浦源、第一泵浦合束器、第一掺铥光纤以及第一光纤隔离器，所述第一泵浦源产生的泵浦光传输至所述第一泵浦合束器，所述泵浦光在所述第一泵浦合束器进行耦合后传输至所述第一掺铥光纤得到所述掺铥超荧光，所述全反镜用于反射后向超荧光至所述第一泵浦合束器的信号端，最终，前向和后向掺铥超荧光经过所述第一光纤隔离器后传输至所述功率放大器。4.根据权利要求2所述的铥钬光纤超荧光气体传感装置，其特征在于，所述功率放大器包括第二泵浦源、第二泵浦合束器、第二掺铥光纤、包层功率剥离器以及第二光纤隔离器，所述种子光源产生的掺铥超荧光与所述第二泵浦源产生的泵浦光在所述第二泵浦合束器进行耦合后得到第一耦合光，所述第一耦合光依次传输经过所述第二掺铥光纤、包层功率剥离器...
【专利技术属性】
技术研发人员：覃智睿，欧阳德钦，陈业旺，刘敏秋，吕启涛，阮双琛，
申请(专利权)人：深圳技术大学，
类型：新型
国别省市：
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