[發(fā)明專利]一種基于腔內(nèi)放大的腔衰蕩光譜濕度測量系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711378477.3
• 申請(qǐng)日: 2017-12-19
• 公開（公告）號(hào): CN107991259A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊亞萍;常欽;王芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南師范大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/3554
• 分類號(hào): G01N21/3554
• 代理公司: 新鄉(xiāng)市平原智匯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)41139
• 代理人: 路寬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于濕度測量裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于腔內(nèi)放大的腔衰蕩光譜濕度測量系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來，關(guān)于光纖濕度傳感器有光纖漸逝波濕度傳感、光纖光柵濕度傳感、光纖F-P腔濕度傳感等。光纖漸逝波濕度傳感器結(jié)構(gòu)緊湊，體積較小，適于現(xiàn)場測量，但是空氣濕度較大時(shí)測量精度較差，且隨著濕度上升，需要其它測量方法輔助，因而測量范圍還需要進(jìn)一步研究。光纖光柵濕度傳感器靈敏度較高，但是溫度、濕度、彎曲、應(yīng)變、折射率等交叉?zhèn)鞲杏绊懞艽?，解調(diào)困難，導(dǎo)致測量精度大大降低。光纖F-P腔濕度傳感器可進(jìn)行波長解調(diào)，但體積龐大、造價(jià)較高?；谇粌?nèi)放大的腔衰蕩光譜濕度測量系統(tǒng)采用摻鉺光纖放大器（EDFA）來補(bǔ)償損耗并增加系統(tǒng)的衰減時(shí)間，解決了光脈沖曲線上升、脈沖峰值數(shù)量少等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供了一種基于腔內(nèi)放大的腔衰蕩光譜濕度測量系統(tǒng)，該測量系統(tǒng)有效解決了目前國內(nèi)外相關(guān)濕度測量裝置存在的精度低、其它因素交叉?zhèn)鞲?、體積大及造價(jià)昂貴等問題。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案，一種基于腔內(nèi)放大的腔衰蕩光譜濕度測量系統(tǒng)，其特征在于：沿激光傳播方向依次設(shè)有通過光纖相連的激光源、第一隔離器、第一光纖耦合器、摻餌光纖放大器、第二隔離器、對(duì)準(zhǔn)氣室、第二光纖耦合器和光電探測器，其中第一光纖耦合器、摻餌光纖放大器、第二隔離器、對(duì)準(zhǔn)氣室與第二光纖耦合器依次通過光纖相連構(gòu)成光纖環(huán)腔，摻餌光纖放大器與第一光纖耦合器之間通過3.6km單模光纖相連，摻餌光纖放大器與第二隔離器之間通過摻餌光纖相連，摻餌光纖放大器由摻餌光纖、泵浦光源和三端口的WDM耦合器組成，WDM耦合器的三個(gè)端口分別與摻餌光纖、泵浦光源和3.6km單模光纖相連，激光源通過線路依次與半導(dǎo)體激光調(diào)制器和信號(hào)源相連，光電探測器通過線路與示波器相連。

進(jìn)一步優(yōu)選，所述對(duì)準(zhǔn)氣室包括進(jìn)光口、出光口、進(jìn)氣口和出氣口，其中進(jìn)光口和出光口分別通過光纖與第二隔離器和第二光纖耦合器相連。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、該測量系統(tǒng)采用摻餌光纖放大器（EDFA）來補(bǔ)償光脈沖耦合到腔中時(shí)的耦合損耗并增加系統(tǒng)的衰減時(shí)間，提高了測量的精度；

2、該測量系統(tǒng)在恒溫條件下進(jìn)行，對(duì)彎曲、應(yīng)變、折射率等其它因素交叉?zhèn)鞲胁幻舾校?/p>

3、該測量系統(tǒng)具有良好的線性相應(yīng)，且該測量系統(tǒng)解決了光脈沖曲線上升、脈沖峰值數(shù)量少等問題，具有靈敏度高、損耗小、可進(jìn)行全范圍濕度測量等特性；

4、該測量系統(tǒng)測量范圍廣、分析速度快、操作簡單、成本低廉、方便實(shí)時(shí)監(jiān)控，可用于測量空氣的相對(duì)濕度，為工業(yè)監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)學(xué)診斷等領(lǐng)域提供方便。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的模塊連接圖；

圖2是本發(fā)明中摻餌光纖放大器的連接示意圖。

圖中：1-信號(hào)源，2-半導(dǎo)體激光調(diào)制器，3-激光源，4-第一隔離器，5-第一光纖耦合器，6-3.6km單模光纖，7-摻餌光纖放大器，8-第二隔離器，9-對(duì)準(zhǔn)氣室，10-第二光纖耦合器，11-光電探測器，12-示波器，13-光纖。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的具體內(nèi)容。一種基于腔內(nèi)放大的腔衰蕩光譜濕度測量系統(tǒng)，沿激光傳播方向依次設(shè)有通過光纖13相連的激光源3、第一隔離器4、第一光纖耦合器5、摻餌光纖放大器7、第二隔離器8、對(duì)準(zhǔn)氣室9、第二光纖耦合器10和光電探測器11，其中第一光纖耦合器5、摻餌光纖放大器7、第二隔離器8、對(duì)準(zhǔn)氣室9與第二光纖耦合器10依次通過光纖相連構(gòu)成光纖環(huán)腔，摻餌光纖放大器7與第一光纖耦合器5之間通過3.6km單模光纖6相連，摻餌光纖放大器7與第二隔離器8之間通過摻餌光纖相連，摻餌光纖放大器7由摻餌光纖、泵浦光源和三端口的WDM耦合器組成，WDM耦合器的三個(gè)端口分別與摻餌光纖、泵浦光源和3.6km單模光纖6相連，激光源3通過線路依次與半導(dǎo)體激光調(diào)制器2和信號(hào)源1相連，光電探測器11通過線路與示波器12相連，所述對(duì)準(zhǔn)氣室9包括進(jìn)光口、出光口、進(jìn)氣口和出氣口，其中進(jìn)光口和出光口分別通過光纖與第二隔離器8和第二光纖耦合器10相連。