[發(fā)明專利]一種具有低頻檢測(cè)性能的分布式光纖氣體檢測(cè)裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910692199.1
• 申請(qǐng)日: 2019-07-30
• 公開（公告）號(hào): CN110632025A
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周鋒;徐東超;王新宇;祁欣玥;戚志澳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鹽城工學(xué)院
• 主分類號(hào): G01N21/39
• 分類號(hào): G01N21/39
• 代理公司: 32249 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 趙艷平

一種具有低頻檢測(cè)性能的分布式光纖氣體檢測(cè)裝置，包括依次連接的第一激光器、第一隔離器、聲光調(diào)制器、第一摻鉺光纖放大器、環(huán)形器、傳感光纖、第二摻鉺光纖放大器、第二隔離器、第二激光器、激光控制器、鎖相放大器；環(huán)形器的第三端口依次連接第一耦合器、延遲光纖、第二耦合器、第一光電探測(cè)器、信號(hào)采集卡、脈沖發(fā)生器，脈沖發(fā)生器的控制端接聲光調(diào)制器；信號(hào)采集卡的輸出端連接信號(hào)處理及顯示單元；本發(fā)明利用弱光纖光柵反射點(diǎn)融合自相干檢測(cè)的測(cè)量系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)低頻檢測(cè)性能的分布式光纖氣體檢測(cè)，空芯光子晶體光纖作為傳感光纖，傳感光纖中熔接了弱光纖光柵作為固定反射點(diǎn)，結(jié)合多個(gè)探測(cè)器實(shí)現(xiàn)低頻信號(hào)的準(zhǔn)確測(cè)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種氣體檢測(cè)裝置及方法，具體涉及一種連續(xù)分布式光纖氣體檢測(cè)的裝置及方法。

背景技術(shù)

以光纖作為傳感和傳輸介質(zhì)的分布式光纖傳感器，整條光纖在傳輸信息的同時(shí)兼具傳感元件的作用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖沿線的全分布式的監(jiān)測(cè)。與傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)相比，分布式光纖傳感器具有多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，一經(jīng)出現(xiàn)就受到極大的重視，得到各個(gè)領(lǐng)域研究者的關(guān)注。因此，研制各種高靈敏度、快速響應(yīng)、可遠(yuǎn)程定位檢測(cè)的光纖氣體傳感器勢(shì)在必行，已成為當(dāng)今傳感技術(shù)領(lǐng)域的主要研究?jī)?nèi)容。目前，報(bào)道的光纖氣體傳感器主要集中在基于普通或者光子晶體光纖的點(diǎn)式光纖氣體傳感器上，不能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離的在線氣體檢測(cè)，因此，充分利用光子晶體光纖在氣體檢測(cè)中的優(yōu)勢(shì)，研究分布式光纖氣體傳感器技術(shù)具有非常重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。

2014年李剛等提出了一種分布式氣體傳感系統(tǒng)及其控制方法，專利申請(qǐng)?zhí)枮?01410708072.1，通過主控板控制多路光開關(guān)，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)激光器控制多路進(jìn)行氣體檢測(cè)，大大降低了系統(tǒng)成本。2015年，鄭光輝等提出了分布式光纖傳感器，專利申請(qǐng)?zhí)枮?01510071655.2，利用光纖將氣體檢測(cè)裝置以及包括激光源、解調(diào)裝置、光電檢測(cè)器的主機(jī)部分進(jìn)行連接，出射激光以及反射激光均通過光纖在上述兩者之間傳播，適合于遠(yuǎn)距離的站點(diǎn)氣體傳感檢測(cè)。2015年，靳偉等研究人員提出了基于空芯光纖光熱效應(yīng)的氣體檢測(cè)方法和系統(tǒng)，申請(qǐng)?zhí)枮?201510005210.4，采用泵浦和探測(cè)雙激光方案進(jìn)行檢測(cè)，方法簡(jiǎn)單而實(shí)用，可以實(shí)現(xiàn)極小的光斑面積，大大提高了光功率密度，從而使光熱信號(hào)強(qiáng)度得到增強(qiáng)。現(xiàn)有技術(shù)公開的發(fā)明所探測(cè)的頻率范圍主要為幾十Hz到幾百Hz級(jí)別，不能實(shí)現(xiàn)更低頻信號(hào)的定量測(cè)量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于，提供一種具有低頻檢測(cè)性能的分布式光纖氣體檢測(cè)裝置及方法，不僅能夠克服現(xiàn)有氣體檢測(cè)技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，實(shí)現(xiàn)分布式氣體濃度的光纖氣體檢測(cè)，而且能夠?qū)崿F(xiàn)赫茲量級(jí)的低頻信號(hào)的定量測(cè)量要求，易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種具有低頻檢測(cè)性能的分布式光纖氣體檢測(cè)裝置，包括依次連接的第一激光器100、第一隔離器101、聲光調(diào)制器102、第一摻鉺光纖放大器103、環(huán)形器104、傳感光纖105、第二摻鉺光纖放大器106、第二隔離器107、第二激光器108、激光控制器109、鎖相放大器110；環(huán)形器 104的第三端口即3#端口依次連接第一耦合器111、延遲光纖112、第二耦合器 113、第一光電探測(cè)器114、(第二光電探測(cè)器115、第三光電探測(cè)器116)、信號(hào)采集卡117、脈沖發(fā)生器118，脈沖發(fā)生器118的控制端接聲光調(diào)制器102；信號(hào)采集卡117的輸出端連接信號(hào)處理及顯示單元119；