【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于气体传感及检测领域，尤其涉及一种全光纤具有温度补偿功能的气体传感器及其补偿方法。
技术介绍
由于工业生产和环境保护领域对有毒有害气体实时监测的需求，各种气体传感器应运而生。相比于传统的半导体式、电化学式和催化燃烧式气体传感器，光纤气体传感器具有体积小、重量轻、选择性好、抗电磁干扰能力强、本质安全等优点，特别适于在易燃易爆环境中使用；此外，光纤器件较强的组网能力使得传感器能通过时分、空分等复用技术，实现多点准分布式测量，是未来气体传感器的主要发展方向。光纤气体传感器一般是根据近红外光谱吸收的原理进行检测的，由于气体分子的选择性吸收作用，不同种类的气体吸收不同波长的光子；在气体吸收波长处，光强会发生衰减，衰减越大，气体吸收越强。气体吸收既与待测气体本身性质如浓度、吸收谱线强度、吸收谱线线型函数等有关，也会受到外界环境因素的影响。当温度发生变化时，气体分子吸收系数随之改变，使得不同浓度下的气体吸光度偏离原来的标定值，给浓度探测带来误差。为提高光纤气体传感器的浓度测量精度和稳定性，在实际探测中需要考虑到温度变化对气体吸收的影响并加以补偿。光纤光栅(...
【技术保护点】
一种全光纤温度补偿型气体传感器，其特征在于，包括激光选频与放大部分、气体信号探测部分、温度信号探测部分和数据采集与处理部分；所述激光选频与放大部分包括掺铒光纤放大器（1）、隔离器（2）、光纤法珀可调谐滤波器（3）、第一光环形器（4）、偏振控制器（5）和可调衰减器（6），上述各器件依次连接构成环腔；所述光纤法珀可调谐滤波器（3）与所述第一光环形器（4）的端口1相连，所述偏振控制器（5）与第一光环形器（4）的端口3相连；所述光纤法珀可调谐滤波器（3）用锯齿波扫描电压驱动，用于激光的选频与调谐；所述掺铒光纤放大器（1）和可调衰减器（6）协同使用实现激光放大；所述气体信号探测部分包...
【技术特征摘要】
1.一种全光纤温度补偿型气体传感器，其特征在于，包括激光选频与放大部分、气体信号探测部分、温度信号探测部分和数据采集与处理部分； 所述激光选频与放大部分包括掺铒光纤放大器(I)、隔离器(2)、光纤法珀可调谐滤波器(3)、第一光环形器(4)、偏振控制器(5)和可调衰减器(6)，上述各器件依次连接构成环腔；所述光纤法珀可调谐滤波器(3)与所述第一光环形器(4)的端口 I相连，所述偏振控制器(5)与第一光环形器(4)的端口 3相连；所述光纤法珀可调谐滤波器(3)用锯齿波扫描电压驱动，用于激光的选频与调谐；所述掺铒光纤放大器(I)和可调衰减器(6 )协同使用实现激光放大； 所述气体信号探测部分包括耦合器(7)、传感气室(8)、全反镜(9)和第一光探测器(10);所述耦合器(7)的端口 I与所述第一光环形器(4)的端口 2相连，所述耦合器(7)的端口 2连接至所述第一光探测器(10)，所述耦合器(7)的端口 3与所述传感气室(8)和全反镜(9)依次连接；光信号经传感气室(8)中的气体吸收后由全反镜(9)返回，一部分由第一光探测器(10)接收得到气体吸收光谱，另一部分经第一光环形器(4)的端口 2返回所述激光选频与放大部分构建的环腔继续自激放大； 所述温度信号探测部分包括第二光环形器(11)、光纤光栅(12)和第二光探测器(13);所述第二光环形器(11)的端口 I与所述耦合器(7 )的端口 4相连，所述第二光环形器(11)的端口 2连接至所述光纤光栅(12)，所述第二光环形器(11)的端口 3连接至所述第二光探测器(13);所述第二光探测器(13)负责采集光纤光栅(12)的反射光谱，用于光纤光栅(12)中心波长的解调以获得实时环境温度； 所述数据采集与处理部分包括数据采集卡(14)和计算机(15);所述数据采集卡(14)通过导线采集所述第一光探测器(10)和第二光探测...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘琨，刘铁根，俞琳，江俊峰，孟云霞，王涛，王立恒，汪冉冉，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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