[發明專利]一種光纖氫氣傳感器解調裝置

有效

• 申請號: 201711131294.1
• 申請日: 2017-11-15
• 公開（公告）號: CN107907505B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 盧平
• 申請（專利權）人: 鐘愛華
• 主分類號: G01N21/45
• 分類號: G01N21/45
• 代理公司: 蘇州潤桐嘉業知識產權代理有限公司 32261
• 代理人: 趙麗麗

本發明公開了一種光纖氫氣傳感器解調裝置，包括寬譜光源、電光調制器和計算機，寬譜光源輸出端連接光電耦合器，光電耦合器的一個輸出端的光纖面上鍍制一段鈀膜，光電耦合器的輸出端口和反射膜構成一個邁克爾遜干涉儀，邁克爾遜干涉儀的輸出端連接電光調制器，電光調制器輸出的調制信號經過色散光纖后入射到高速光電探測器上，高速光電探測器將光信號裝換成微波信號并通過低噪放放大，低噪放輸出端連接微波功分器，微波功分器將一部分微波信號注入到電光調制器中，同時將另一部分微波信號輸入頻譜儀，頻譜儀末端連接計算機，本發明提出的測試原理和方法可實現高精度氫氣濃度的測量，同時也降低了成本，簡化了結構。

技術領域

本發明涉及一種解調裝置，具體為一種光纖氫氣傳感器解調裝置。

背景技術

氫氣在航空、化工和醫學領域常被作為可燃能源和還原劑等有著廣泛應用。由于氫氣在使用過程中在濃度超過4％時遇到明火會發生爆炸，因此，隨著氫氣的廣泛應用，對氫氣濃度的檢測也受到重視。

目前氫氣濃度的檢測光學方法有基于光干涉為基礎的干涉型氫氣傳感解調系統、基于光反射為基礎的微透鏡型氫氣傳感解調系統、基于消逝場原理的氫氣傳感器和光纖光柵氫氣傳感解調系統。干涉型氫氣傳感解調系統存在制作工藝復雜的問題，基于光反射為基礎的微透鏡型氫氣傳感解調系統中則有成本高，氫敏感膜靈敏度低的缺點，基于消逝場原理的氫氣傳感器存在工藝要求高和成本高的不足，光纖光柵氫氣傳感解調系統存在信息解調價格昂貴體積大的缺陷。

因此，本發明提出了一種基于光纖邁克爾遜干涉儀和光電振蕩器結合的氫氣傳感解調方法，以解決上述問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有解調裝置在工作過程中，成本高、精度差和結構復雜的缺陷，提供一種光纖氫氣傳感器解調裝置，從而解決上述問題。

為了解決上述技術問題，本發明提供了如下的技術方案：

本發明一種光纖氫氣傳感器解調裝置，包括寬譜光源、電光調制器和計算機，寬譜光源輸出端連接光纖耦合器，光纖耦合器的一個輸出端的光纖面上鍍制一段鈀膜，鈀膜表面設置有反射鏡，光纖耦合器的輸出端口和反射膜構成一個邁克爾遜干涉儀，邁克爾遜干涉儀的輸出端連接電光調制器，電光調制器輸出的調制信號經過色散光纖后入射到高速光電探測器上，高速光電探測器將光信號轉換 成微波信號并通過低噪放放大，低噪放輸出端連接微波功分器，微波功分器將一部分微波信號注入到電光調制器中，同時將另一部分微波信號輸入頻譜儀，頻譜儀末端連接計算機。

作為本發明的一種優選技術方案，電光調制器、色散光纖、高速光電探測器、低噪放和微波功分器組成光電振蕩器環路，且光電振蕩器環路輸入端與邁克爾遜干涉儀的輸出端相連接，能夠將邁克爾遜干涉儀輸出端產生的干涉梳狀譜注入光電振蕩器環路中，并通過光電振蕩器環路產生微波信號。

作為本發明的一種優選技術方案，電光調制器內部設置有線性調制設備，線性調制設備表面設置有縱向和橫向接口，接口均位于鋁外殼中，由于電光效應可分為線性電光效應(泡克耳斯效應)和二次電光效應(克爾效應)，而線性電光效應比二次電光效應的作用效果明顯，因此采用線性調制效果更好。

作為本發明的一種優選技術方案，寬譜光源可采用高斯型或矩形光源作為發射光源，使得光源發射裝置的選擇性更高。