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基于光电振荡器的光纤气体检测装置制造方法及图纸

技术编号:40198762 阅读:9 留言:0更新日期:2024-01-27 00:03
本申请涉及气体传感技术领域,具体涉及基于光电振荡器的光纤气体检测装置。本发明专利技术采用多个光纤干涉器作为传感单元,光纤化结构有利于传感单元体积的小型化和系统的高稳定性,多个光纤干涉器仅占据很小的空间。将待测气体浓度与光电振荡器起振的电信号频率关联起来,避免了相位解调电路的使用,并且无须对探测激光进行相位正交点锁定,简化了解调电路、解调范围不再受干涉仪光谱线性区域的限制,且有效避免了探测激光波长抖动引入的测量误差,提升了检测精度和准确度。全光纤化结构与微波光子技术的结合,突破了解调速度与解调分辨率的制约关系。且基于多个光纤干涉器实现气体检测,从而有效提高检测精度,具有抗电磁干扰、耐腐蚀的特性。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及气体传感,具体涉及基于光电振荡器的光纤气体检测装置


技术介绍

1、危化品具有易燃、易爆、有毒有害等属性,一旦发生事故会释放出大量的有害物质,引发火灾爆炸事故,带来巨大的人员伤亡以及经济损失。气体类危化品相较于其他危化品更容易受到外界刺激而发生危化品事故,所以实时监测气体危化品对于安全生产具有重要意义。除此之外,气体检测在电力安全检测、航天火灾预警、医学病理诊断、危化品事故预警与处理等方面都发挥着重要作用。

2、由于传统的电学气体传感器抗电磁干扰性差、容易腐蚀,且传感器件的占用体积大。如何提出一种更加优良的气体检测系统是本领域需要解决的技术问题。


技术实现思路

1、有鉴于此,本申请提供了一种基于光电振荡器的光纤气体检测装置,能够解决传统的电学气体传感器抗电磁干扰性差、容易腐蚀、且传感器件的占用体积大的问题。

2、第一方面,本申请提供的一种基于光电振荡器的光纤气体检测装置,包括:可调谐激光器,用于发出波长可调谐的泵浦激光;宽谱光源,用于发出探测光;第一合束器,包括至少两个第一合束器输入端和一个第一合束器输出端,两个所述第一合束器输入端通过光纤分别与所述可调谐激光器和所述宽谱光源连接;光纤环形器,包括环形器第一端、环形器第二端和环形器第三端,所述环形器第一端通过光纤与所述第一合束器输出端连接;第二合束器,包括多个第二合束器输入端和一个第二合束器输出端,所述第二合束器输出端通过光纤与所述环形器第二端连接;多个光纤干涉器,等距离设置在待测空间中,多个所述光纤干涉器通过光纤分别与多个所述第二合束器输入端一一对应连接;电光调制器,包括第一电光调制器输入端、第二电光调制器输入端以及电光调制器输出端,所述第一电光调制器输入端通过光纤与所述环形器第三端连接;色散元件,一端通过光纤与所述电光调制器输出端连接;光电探测器,包括光电探测器输入端和光电探测器输出端,所述光电探测器输入端通过光纤与所述色散原件的另一端连接;微波功分器,包括微波功分器第一端、微波功分器第二端以及微波功分器第三端,所述光电探测器输出端与所述微波功分器第一端电连接;微波放大器,包括微波放大器输入端以及微波放大器输出端,所述微波放大器输入端与所述微波功分器第二端电连接,所述微波放大器输出端与所述第二电光调制器输入端电连接;以及数据处理单元,与所述微波功分器第三端电连接。

3、本方面采用多个光纤干涉器作为传感单元,光纤化结构有利于传感单元体积的小型化和系统的高稳定性,多个光纤干涉器仅占据很小的空间。将待测气体浓度与光电振荡器起振的电信号频率关联起来,避免了相位解调电路的使用,并且无须对探测激光进行相位正交点锁定,简化了解调电路、解调范围不再受干涉仪光谱线性区域的限制,且有效避免了探测激光波长抖动引入的测量误差,提升了检测精度和准确度。全光纤化结构与微波光子技术的结合,突破了解调速度与解调分辨率的制约关系。且基于多个光纤干涉器实现气体检测,从而有效提高检测精度,具有抗电磁干扰、耐腐蚀的特性。

4、结合第一方面,在一种可能的实现方式中,还包括:多个光开关,多个所述光开关一一对应地设置在所述光纤干涉器与所述第二合束器输入端之间。

5、结合第一方面,在一种可能的实现方式中,多个所述光纤干涉器相距10cm至15cm中的任一值。

6、结合第一方面,在一种可能的实现方式中,还包括:监测箱体,包括空气通入口和空气通出口,多个所述光纤干涉器设置在所述监测箱体内。

7、结合第一方面,在一种可能的实现方式中,所述空气通入口和所述空气通出口处均设置有通风设备。

8、结合第一方面,在一种可能的实现方式中,所述光纤干涉器包括微结构空芯光纤。

9、结合第一方面,在一种可能的实现方式中,所述微结构空芯光纤暴露于空气中。

10、结合第一方面,在一种可能的实现方式中,所述光纤干涉器为法布里珀罗干涉结构、马赫增德尔干涉结构或迈克尔逊干涉结构。

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【技术保护点】

1.一种基于光电振荡器的光纤气体检测装置,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的基于光电振荡器的光纤气体检测装置,其特征在于,还包括:

3.根据权利要求1所述的基于光电振荡器的光纤气体检测装置,其特征在于,

4.根据权利要求3所述的基于光电振荡器的光纤气体检测装置,其特征在于,还包括:

5.根据权利要求4所述的基于光电振荡器的光纤气体检测装置,其特征在于,所述空气通入口(1401)和所述空气通出口(1402)处均设置有通风设备(15)。

6.根据权利要求1所述的基于光电振荡器的光纤气体检测装置,其特征在于,所述光纤干涉器(6)包括微结构空芯光纤。

7.根据权利要求6所述的基于光电振荡器的光纤气体检测装置,其特征在于,所述微结构空芯光纤暴露于空气中。

8.根据权利要求6所述的基于光电振荡器的光纤气体检测装置,其特征在于,所述光纤干涉器(6)为法布里珀罗干涉结构、马赫增德尔干涉结构或迈克尔逊干涉结构。

【技术特征摘要】

1.一种基于光电振荡器的光纤气体检测装置,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的基于光电振荡器的光纤气体检测装置,其特征在于,还包括:

3.根据权利要求1所述的基于光电振荡器的光纤气体检测装置,其特征在于,

4.根据权利要求3所述的基于光电振荡器的光纤气体检测装置,其特征在于,还包括:

5.根据权利要求4所述的基于光电振荡器的光纤气体检测装置,其特征在于,所述空气通入口(1401)和所述空气通...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘玲蔡骁蒋禹明朝辉田润
申请(专利权)人:中国消防救援学院
类型:发明
国别省市:

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