[發明專利]一種分布式氣體傳感系統及其控制方法

在審

• 申請號: 201410708072.1
• 申請日: 2014-11-27
• 公開（公告）號: CN104535529A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 李剛;常洋;姚曉永;寧召科;芮雪;于東偉
• 申請（專利權）人: 北京航天易聯科技發展有限公司
• 主分類號: G01N21/39
• 分類號: G01N21/39
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鄧猛烈;胡彬

1.一種分布式氣體傳感系統，其特征在于，包括激光器、氣體檢測主控板、光環形器、多路光開關和至少一個氣體檢測氣室；

所述氣體檢測主控板用于驅動所述激光器，以及控制多路光開關的選通；

所述光環形器的第一端口連接所述激光器的輸出端，第二端口連接所述多路光開關，第三端口連接所述氣體檢測主控板，用于將所述激光器輸出的激光信號傳送給所述多路光開關，以及將從所述多路光開關反饋回來的激光信號傳送給所述氣體檢測主控板；

所述多路光開關用于選通一路激光信號；以及

所述至少一個氣體檢測氣室用于吸收光譜并將激光信號反射回所述多路光開關，且氣體檢測氣室的輸入/輸出端與所述多路光開關連接；

所述氣體檢測主控板還用于接收從所述光環形器的第三端口輸出的激光信號，進行光電轉換后進行氣體濃度計算。

2.根據權利要求1所述的分布式氣體傳感系統，其特征在于，所述系統還包括顯示器，用于顯示氣體濃度計算結果，所述顯示器與所述氣體檢測主控板通過串行通信接口連接。

3.根據權利要求1所述的分布式氣體傳感系統，其特征在于，所述氣體檢測主控板包括：

光電二極管，用于將從所述光環形器的第三端口輸出的激光信號轉換成電流信號；

跨阻放大器，用于將所述電流信號轉換成電壓信號，其輸入端連接所述光電二極管的輸出端；

電壓放大器，用于放大所述電壓信號，其輸入端連接所述跨阻放大器的輸出端；

模數轉換器，用于采樣經所述電壓放大器放大后的電壓信號，其輸入端連接所述電壓放大器的輸出端；以及

控制器，用于計算反射回來的激光信號對應氣體的濃度、驅動激光器和控制多路光開關的選通，其與所述模數轉換器的輸出端連接。

4.根據權利要求1所述的分布式氣體傳感系統，其特征在于，所述氣體檢測氣室包括外管和設置在與所述輸入/輸出端正對的另一端內側的全反鏡，所述外管壁上開有通氣孔。

5.根據權利要求4所述的分布式氣體傳感系統，其特征在于，所述外管為銅管或陶瓷管。

6.根據權利要求1-5任一所述的分布式氣體傳感系統，其特征在于，所述多路光開關選用1×8通道、1×16通道或1×32通道。

7.一種針對權利要求1-6任一所述的分布式氣體傳感系統的控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

氣體檢測主控板控制多路光開關選通一路激光信號；

氣體檢測主控板驅動激光器進行激光波長調制掃描；

氣體檢測主控板接收從所述光環形器的第三端口輸出的激光信號，進行光電轉換后進行氣體濃度計算。

8.根據權利要求7所述的分布式氣體傳感系統的控制方法，其特征在于，所述接收從所述光環形器的第三端口輸出的激光信號，進行光電轉換后進行氣體濃度計算包括：

光電二極管將從所述光環形器的第三端口輸出的激光信號轉換成電流信號；

跨阻放大器將所述電流信號轉換成電壓信號；

電壓放大器放大所述電壓信號；

模數轉換器采樣放大后的電壓信號；

控制器計算氣體濃度。

9.根據權利要求7所述的分布式氣體傳感系統的控制方法，其特征在于，所述進行光電轉換后進行氣體濃度計算之后還包括：對計算出的氣體濃度進行滑動平均濾波。

10.根據權利要求7-9任一所述的分布式氣體傳感系統的控制方法，其特征在于，還包括顯示氣體濃度計算結果。