[發明專利]基于光纖傳感的高精度空氣中顆粒物濃度檢測方法

在審

• 申請號: 201810854573.9
• 申請日: 2018-07-30
• 公開（公告）號: CN108872148A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 劉玉芳;王芳;馬濤;楊亞萍;王明遠;王旭;李蕾
• 申請（專利權）人: 河南師范大學
• 主分類號: G01N21/39
• 分類號: G01N21/39
• 代理公司: 新鄉市平原智匯知識產權代理事務所(普通合伙) 41139
• 代理人: 路寬

1.基于光纖傳感的高精度空氣顆粒物濃度檢測方法，其特征在于：由依次通過光纖相連的第一光纖耦合器、3.6km單模光纖、摻鉺光纖放大器、第二隔離器、對準氣室和第二光纖耦合器構成光纖環腔，第一光纖耦合器依次通過光纖與第一隔離器和激光源連接，該激光源依次通過線路與半導體激光調制器和信號源相連，第二光纖耦合器通過光纖與光電探測器相連，該光電探測器通過線路與示波器相連，當信號源產生一系列脈沖波接入半導體激光調制器，半導體激光調制器控制激光源的輸出功率和波長，經調制后的光脈沖串經由第一隔離器和第一光纖耦合器的10%端口耦合到光纖環路中，依次經過3.6km單模光纖、摻鉺光纖放大器、第二隔離器和對準氣室，光纖環腔中90%的輸出光經第二光纖耦合器接入第一光纖耦合器，光纖環腔中10%的輸出光經第二光纖耦合器由光纖環路接入光電探測器，衰減脈沖的輸出周期性序列被光電探測器轉換成電信號，最終顯示在數字示波器上，對準氣室內填充有標注氣體樣品或待測氣體樣品，隨著對準氣室中微小顆粒物濃度的逐漸增大，光纖環腔內損耗隨之增大，脈沖信號的衰減時間發生相應改變，根據多組已知顆粒物濃度的標準氣體樣品通過檢測得到對應標準氣體樣品的衰蕩時間，建立顆粒物濃度與衰蕩時間的線性關系曲線，然后根據測得的待測氣體樣品的衰蕩時間并結合顆粒物濃度與衰蕩時間的線性關系曲線得到待測氣體樣品中顆粒物的濃度，進而實現對空氣中PM_2.5的檢測。

2.根據權利要求1所述的基于光纖傳感的高精度空氣中顆粒物濃度檢測方法，其特征在于：所述摻鉺光纖放大器由一段低增益的摻鉺光纖、泵浦激光器和三端口的WDM耦合器組成，低增益的摻鉺光纖、泵浦激光器和WDM耦合器輸出的光脈沖分別接在WDM耦合器的三個端口。

3.根據權利要求1所述的基于光纖傳感的高精度空氣中顆粒物濃度檢測方法，其特征在于：所述對準氣室具有四個端口，分別為進光口、出光口、進氣口和出氣口，其中進光口通過光纖與第二隔離器相連，出光口通過光纖與第二光纖耦合器相連，進氣口與標準氣體樣品或待測氣體樣品相通，出氣口與氣體收集裝置或外界大氣相通。