[發明專利]一種利用光纖有源內腔法測霧霾主要成分的裝置及方法

在審

• 申請號: 201811291161.5
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109358010A
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 程君妮;蔣曉雁;王國章
• 申請（專利權）人: 榆林學院
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種利用光纖有源內腔法測霧霾主要成分的裝置，其特征在于，包括霧霾發生器和檢測系統；

霧霾發生器包括密閉罐體，罐體上設置有氣體入口(1)、負離子入口(2)和氣體出口(3)；

檢測系統包括激光光源(7)，激光光源(7)連接第一耦合器(8)，第一耦合器(8)連接泵浦光源(9)和摻餌光纖(10)，摻餌光纖(10)下游串聯若干第二耦合器(12)，每個第二耦合器(12)均連接對應的光纖傳感器(14)，光纖傳感器(14)連接布拉格光柵(15)，光纖傳感器(14)和布拉格光柵(15)位于氣體盒(13)內，布拉格光柵(15)連接空分復用器(16)，空分復用器(16)連接光譜儀(17)，氣體盒(13)連接氣體出口(3)；

空分復用器(16)將光纖傳感器(14)檢測到的外界信息和布拉格光柵(15)監測到的氣體盒(14)溫度變化傳遞到光譜儀(17)中進行顯示，通過觀察圖像變化，能夠得到氣體盒中相應氣體的濃度。

2.根據權利要求1所述的一種利用光纖有源內腔法測霧霾主要成分的裝置，其特征在于，氣體入口(1)、負離子入口(2)和氣體出口(3)上分別設置有氣體入口閥門(4)、負離子入口閥門(5)和氣體出口閥門(6)。

3.根據權利要求1所述的一種利用光纖有源內腔法測霧霾主要成分的裝置，其特征在于，摻鉺光纖(10)和第二耦合器(12)間設置有光隔離器(11)。

4.根據權利要求1所述的一種利用光纖有源內腔法測霧霾主要成分的裝置，其特征在于，第二耦合器(12)采用1×2耦合器。

5.根據權利要求1所述的一種利用光纖有源內腔法測霧霾主要成分的裝置，其特征在于，所有布拉格光柵(15)的中心波長不同。

6.權利要求1所述的一種利用光纖有源內腔法測霧霾主要成分的裝置的工作方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，將霧霾氣體從氣體入口(1)通入霧霾發生器中，從負離子入口(2)通入負離子，使負離子與霧霾氣體的顆粒相遇，聚合后墜落，使霧霾氣體失去活性，形成飽和的顆粒聚合物，將聚合后的混合氣體從出口(3)排出至氣體盒(13)中；

步驟二，激光光源(7)和泵浦光源(9)在第一耦合器(8)的作用下，泵浦光源(9)能量耦合到激光光源(7)中，經光纖傳輸，再通過摻鉺光纖(10)放大后，經隔離器(11)傳出的光到達第二耦合器；

步驟三，經過第二耦合器耦合后的光一部分進入氣體盒(13)，另一部分進入至下游第二耦合器中，下游第二耦合器將一部分光送入對應的氣體盒中，另一部分光接入下游的第二耦合器中，最后一個耦合器將所有光送入對應的氣體盒中；

步驟四，氣體盒(13)中的氣體經光纖傳感器(14)感應，再通過布拉格光柵(15)監測腔體內溫度變化，將帶有信息的光信號傳出，經過空分復用器(16)后在光譜儀(17)顯示；

步驟五，通過觀察光譜儀(17)圖形，再結合數據處理軟件Origin作圖，能夠反映出圖形波長或能量變化，從而得到相應氣體濃度。