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多波段混叠式内腔气体传感系统及传感方法技术方案

技术编号:7041845 阅读:200 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
多波段混叠式内腔气体传感系统及传感方法。该系统包括激光谐振内腔部分(包括第一光分束器,及由泵浦光源、光波分复用器、掺杂光纤、光隔离器和可调光衰减器构成的两路增益通路、以及光合束器和F-P可调谐光滤波器)、气体传感部分(包括气室和光反射镜)以及探测解调部分(包括光耦合器、第二光分束器、两个光探测器、数据采集模块与计算机)三部分。将掺杂不同稀土离子的有源光纤混叠在同一系统中,使系统同时覆盖多种掺杂离子的激射波段,可大幅拓宽系统的波长扫描范围,使该系统具有同时检测更多种类气体的能力。本发明专利技术具有很强的扩展性,可以在系统中通过插入新的增益通路,达到进一步扩展系统波长扫描范围的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于传感及检测

技术介绍
在工业生产过程中,及时、准确地对易燃、易爆、有毒、有害气体进行监测预报和自动控制已成为当前煤炭、石油、化工、电力等行业亟待解决的重要问题之一。 同时随着人们生活水平的提高,人类对生态环境净化的要求越来越高,迫切要求监测、监控有毒、有害气体,减少环境污染,确保身心健康。因此,研制有害气体传感监测系统势在必行,成为当今传感技术发展领域的一个重要课题。基于光纤传感技术的气体检测方法,特别是近红外吸收光谱定量检测技术在近二十年内得到了迅猛发展。作为一种新型光纤气体传感方法,光纤有源内腔法将气室放入光纤激光器的谐振腔内,并使激光器的激射波长与待测气体的吸收光谱相对应,微弱光信号在谐振腔内往返振荡形成激光的过程中,多次经过待测气体,从而将较小的气室长度等效成为很大的有效吸收光程,极大地提高了气体传感灵敏度。系统在激光器增益介质的增益带内连续扫描一个周期可获得气室内所有气体在该增益带内的吸收光谱,从而具有实现不同种类气体同时传感的能力。通常采用掺稀土光纤作为光纤激光器的增益介质。目前,比较成熟的有源光纤中掺入的稀土离子有Nd3+、Ho3+、Er3+、本文档来自技高网...

【技术保护点】
光滤波器的电控输入端口。连接第二光分束器的输入端,第二光分束器的两个输出端口分别连接第一光探测器和第二光探测器的输入端,第一光探测器和第二光探测器的输出端分别连接数据采集模块的一个模拟输入端口,数据采集模块连接计算机,数据采集模块的模拟输出端口同时连接F-P可调谐室和光反射镜通过光环形器的第二端口接入激光谐振内腔部分,光反射镜将激光谐振内腔部分输出的信号反射回激光谐振内腔部分,以形成激光谐振;第三部分,探测解调部分包括:光耦合器,光耦合器的输入端连接F-P可调谐光滤波器的输出,光耦合器的一个输出端口隔离器和第二可调光衰减器,第一可调光衰减器和第二可调光衰减器的输出端口分别与光合束器的一个输入端...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:刘琨刘铁根江俊峰梁霄
申请(专利权)人:天津大学
类型:发明
国别省市:12

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