CN2854579Y - 基于光纤激光器腔内敏感的气体浓度检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于线性腔光纤激光器腔内敏感的气体浓度检测装置。现有的检测装置集成和封装不好。本实用新型包括一置于气室内的拉锥光纤，拉锥光纤的两端分别与掺铒光纤光连接，掺铒光纤的另一端分别设有光纤布拉格光栅，980纳米波长的泵浦源通过单向隔离器与一光纤布拉格光栅光连接，光电二极管与另一光纤布拉格光栅光连接。本实用新型具有测量精度高、适合集成传感网络、抗电磁干扰能力强和结构紧凑等优点。
Description
技术领域
本实用新型属于光纤传感技术领域，特别涉及了一种基于线性腔光纤激光器腔内敏感的气体浓度检测装置。
背景技术
随着科学技术的进步和工业化的发展，人类生活环境的污染也在不断增加，其中大气污染是极为严重的问题之一，人们的生活环境中存在着各种有害有毒、易燃易爆的气体，从家用可燃性气体到工业、交通运输业中排放的各种有害气体，乃至频繁引起煤矿爆炸的原凶甲烷，都需要高精度的气体传感器进行测量。
光纤气体传感器相比于其他气体传感器有如下优势：(1)适合于长距离的在线测量；(2)适合于测量可燃易爆气体或工作于易燃环境以及在强电磁干扰环境下测量；(3)传感单元结构简单，稳定可靠；(4)易于组成光纤传感网络。因此，近二十年来光纤传感器在气体传感方面涌现出很多应用方案，如利用Lambert-Beer定律的光纤光谱吸收法以及在此原理上改进的光纤倏逝波损耗法，但该方法需要利用几何光学的方法增加光在待测气体中的行程以提高测量精度，这对传感器集成和封装非常不利。
发明内容
本实用新型针对现有技术的不足，提出了一种易于集成和封装的基于光纤激光器腔内敏感的气体浓度检测装置。
本实用新型包括一置于气室内的拉锥光纤，拉锥光纤的两端分别与掺铒光纤光连接，掺铒光纤的另一端分别设有光纤布拉格光栅，980纳米波长的泵浦源通过单向隔离器与一光纤布拉格光栅光连接，光电二极管与另一光纤布拉格光栅光连接。
所述的拉锥光纤直径为1～3微米、长度为5～15厘米。
本实用新型主要适用于在光通讯谱段(1525～1565纳米)有光谱吸收峰的低浓度(体积比1～5％)气体的高精度测量。由于激光器腔内的谐振效应，使传感的有效腔长大大增加，从而极大地提高了测量精度。又由于激光器对信号光的放大作用，使光信号远距离传输的能力得以增强，十分适合于远距离传感的应用场合。同时，本实用新型还兼具有抗电磁干扰、适于分布式方案、结构简洁易于集成等优点。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为图1的局部放大图。
具体实施方式
如图1和2所示，一置于气室6内直径为2微米、长度为10厘米的拉锥光纤5，拉锥光纤5的两端分别与掺铒光纤4和7光连接，掺铒光纤4和7的另一端分别设有光纤布拉格光栅3和8,980纳米波长的泵浦源1通过单向隔离器2与一光纤布拉格光栅3光连接，光电二极管9与另一光纤布拉格光栅8光连接。
工作时980纳米波长的DFB激光器工作，线性腔光纤激光器开始出光。在气室中充入不同浓度的待测气体样本，检测对应的激光输出强度，确定浓度与激光输出强度的线性关系。将该装置安装在矿山、隧道、煤气站等测量场所，将外界气体充入气室，用光电二极管测出光功率值，利用线性关系得到被测气体的气体浓度。
本实用新型具有测量精度高、适合集成传感网络、抗电磁干扰能力强和结构紧凑等优点。
Claims (1)
1、基于光纤激光器腔内敏感的气体浓度检测装置，其特征在于该装置包括一置于气室内的拉锥光纤，拉锥光纤的两端分别与掺铒光纤光连接，掺铒光纤的另一端分别设有光纤布拉格光栅，980纳米波长的泵浦源通过单向隔离器与一光纤布拉格光栅光连接，光电二极管与另一光纤布拉格光栅光连接；所述的拉锥光纤直径为1～3微米、长度为5～15厘米。
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