[實用新型]基于光學聲波傳感器的本征安全光聲光譜氣體監測系統

無效

• 申請號: 201020138027.4
• 申請日: 2010-03-22
• 公開（公告）號: CN201637668U
• 公開（公告）日: 2010-11-17
• 發明（設計）人: 劉祥志;成巍;王知學;劉曉建
• 申請（專利權）人: 山東省科學院自動化研究所
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17;G08C23/06
• 代理公司: 濟南圣達專利商標事務所有限公司 37221
• 代理人: 張勇

1.一種基于光學聲波傳感器的本征安全光聲光譜氣體監測系統，其特征是，光源裝置產生的激光通過光纖經光纖準直器與光聲池裝置連接，激光入射方向與光聲池裝置的軸心共線準直；光學聲波傳感器與光聲池裝置連接，光聲池裝置與待測氣體連通；光學聲波傳感器中的1/4波長的相移摻鉺光柵光纖環狀鋪設在光聲池裝置內壁，同時光學聲波傳感器中的光隔離器II則與解調裝置連接，解調裝置與數據采集裝置連接。

2.如權利要求1所述的基于光學聲波傳感器的本征安全光聲光譜氣體監測系統，其特征是，所述光源裝置包括帶電源調制的半導體激光器LD，它經耦合器I進入電源環路，經過摻鉺光纖后，產生的信號光經光隔離器和可調隔離器后傳輸到耦合器，一部分經耦合器I反饋回到摻鉺光纖中，實現環路振蕩；另一部分耦合至輸出端輸出，輸出的激光經過光纖和摻鉺光纖放大器，最后經光纖準直器瞄準后，入射到光聲池裝置中；電源調制為正弦信號發生器、鋸齒波信號發生器與直流信號疊加后作為半導體激光器的驅動電源，電源由控制器調制，同時該控制器輸出調制頻率作為解調裝置中鎖相放大電路的參考信號頻率。

3.如權利要求1所述的基于光學聲波傳感器的本征安全光聲光譜氣體監測系統，其特征是，所述光學聲波傳感器包括1/4波長的相移摻鉺光柵光纖、980/1550波分復用器WDM、帶尾纖的980nm半導體激光器LD和光隔離器II，1/4波長的相移摻鉺光柵光纖與980/1550波分復用器WDM連接，同時帶尾纖的980nm半導體激光器LD也與980/1550波分復用器WDM連接，980/1550波分復用器WDM與光隔離器II連接，光隔離器II與解調裝置連接。

4.如權利要求1所述的基于光學聲波傳感器的本征安全光聲光譜氣體監測系統，其特征是，所述解調裝置包括光纖耦合器DC1，光纖耦合器DC1分別與干涉儀a臂和干涉儀b臂，干涉儀a臂經耦合器II與光纖耦合器DC2連接，干涉儀b臂直接與光纖耦合器DC2連接，光纖耦合器DC2分別與光電探測器PD1和光電探測器PD2連接，光電探測器PD1和光電探測器PD2則與差分放大電路連接，差分放大電路與鎖相放大電路連接，光源部分的電源調制頻率作為鎖相放大電路的參考信號頻率，鎖相放大電路與數據采集卡連接。

5.如權利要求1所述的基于光學聲波傳感器的本征安全光聲光譜氣體監測系統，其特征是，所述數據采集裝置為數據采集卡。

6.如權利要求1或2所述的基于光學聲波傳感器的本征安全光聲光譜氣體監測系統，其特征是，所述光聲池裝置由黃銅加工制成，它包括共振腔，共振腔與進氣口和出氣口連通；在共振腔兩端是內徑大于共振腔的緩沖腔，在兩緩沖腔的緩沖腔端部是ZnSe的Brewster光窗；入射激光、緩沖腔、共振腔的軸心位于同一直線上，在共振腔的中心位置，沿內壁環狀繞有1/4波長的相移摻鉺光柵光纖。

7.如權利要求6所述的基于光學聲波傳感器的本征安全光聲光譜氣體監測系統，其特征是，所述緩沖腔半徑為共振腔體半徑的3倍，長度為共振腔體的1/2。

8.如權利要求6所述的基于光學聲波傳感器的本征安全光聲光譜氣體監測系統，其特征是，所述共振腔兩端位于駐波的波節位置，進出口和出氣口設置在該處；所述ZnSe的Brewster光窗也位于聲波的波節位置。