[發(fā)明專利]分布式光纖氣體傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510071655.2
• 申請日: 2015-02-11
• 公開（公告）號: CN104614334B
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭光輝;張紹榮;欒佳
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢六九傳感科技有限公司
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31
• 代理公司: 武漢今天智匯專利代理事務(wù)所(普通合伙)42228
• 代理人: 鄧寅杰

1.一種分布式光纖氣體傳感器，用于檢測待測氣體，其特征在于，所述氣體傳感器包括：

具有溫度控制裝置的激光源，用于在溫度控制裝置的配合下發(fā)射被所述待測氣體高度吸收的預(yù)選波長的激光束；

沿著激光發(fā)射方向依次設(shè)置的光環(huán)形器和氣體檢測裝置，激光源和光環(huán)形器通過光纖連接，光環(huán)形器和氣體檢測裝置通過光纖連接；所述氣體檢測裝置包括用于為所述待測氣體提供吸收容積的氣體吸收池，所述氣體吸收池內(nèi)設(shè)有全反射鏡，激光源的發(fā)射激光進(jìn)入氣體吸收池被待測氣體吸收后經(jīng)全反射鏡逆向反射；

通過光纖與所述光環(huán)形器連接的光電檢測器，用于在預(yù)設(shè)波長下檢測被全反鏡逆向反射的反射激光；以及

解調(diào)裝置，所述解調(diào)裝置通過比較在預(yù)設(shè)波長下檢測的反射激光的光功率與激光源的發(fā)射激光的光功率來計(jì)算光衰減并根據(jù)計(jì)算的光衰減來直接或間接地確定所述氣體吸收池中待測氣體的濃度、以及通過計(jì)算反射激光的接收時(shí)間與發(fā)射激光的發(fā)射時(shí)間的差來直接或間接地確定發(fā)射激光的傳播距離；

其中，所述氣體檢測裝置還包括光纖溫度傳感器，所述光纖溫度傳感器耦接至光纖并向所述解調(diào)裝置提供所述光纖的溫度信號以使所述解調(diào)裝置根據(jù)所述光纖的溫度變化來校正光衰減；所述氣體檢測裝置還包括光纖壓力傳感器，所述光纖壓力傳感器耦接至光纖并向所述解調(diào)裝置提供所述光纖的壓力信號以使所述解調(diào)裝置根據(jù)所述光纖的壓力變化來校正光衰減；所述氣體傳感器包括兩個激光源，分別發(fā)射被第一待測氣體高度吸收的第一預(yù)選波長的激光束、和被第二待測氣體高度吸收的第二預(yù)選波長的激光束；所述氣體檢測裝置具有兩個氣體吸收池，分別用于為第一待測氣體和第二待測氣體提供吸收容積；所述光纖溫度傳感器、光纖壓力傳感器、第一個氣體吸收池和第二個氣體吸收池沿著激光出射方向通過光分路器依次并聯(lián)設(shè)置；所述第一待測氣體為甲烷，所述第二待測氣體為水汽，所述第一預(yù)設(shè)波長為1563.7nm，所述第二預(yù)設(shè)波長為1392nm；所述氣體傳感器還包括一顯示裝置；所述氣體傳感器還包括一報(bào)警裝置，用于在所述第一待測氣體濃度或第二待測氣體濃度超過預(yù)設(shè)值時(shí)發(fā)出報(bào)警；所述氣體傳感器包括多個氣體檢測裝置，所述多個氣體檢測裝置通過光纖沿著激光發(fā)射方向依次串聯(lián)設(shè)置；

發(fā)射激光經(jīng)過光纖和光環(huán)形器向外傳輸，到達(dá)氣體檢測裝置時(shí)，光分路器將該激光分成兩部分，一部分傳向光纖溫度傳感器，一部分繼續(xù)傳輸，經(jīng)過第2 個光分路器，一部分傳向光纖壓力傳感器，一部分繼續(xù)傳輸，經(jīng)過第3 個光分路器，一部分傳向氣體吸收池。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式光纖氣體傳感器，其特征在于，所述激光源為具有芯片的激光器，所述溫度控制裝置與所述芯片連接。