CN2854580Y - 基于环形光纤激光器的气体浓度检测装置 - Google Patents

基于环形光纤激光器的气体浓度检测装置 Download PDF

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陈达如
管祖光
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Abstract

本实用新型涉及一种基于环形光纤激光器的气体浓度检测装置。现有的检测装置集成和封装不好。本实用新型装置中光纤放大器的输出端与可调滤波器的一端光连接，可调滤波器的另一端和安装在气室内的拉锥光纤的一端光连接，拉锥光纤的另一端与隔离器的输入端光连接，隔离器的输出端与耦合器的输入端光连接，耦合器大分量的耦合臂与光纤放大器的输入端光连接；耦合器小分量的耦合臂与光探测器光连接。本实用新型精测量度高、适合远距离传感，易于集成。

Description

基于环形光纤激光器的气体浓度检测装置
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环形光纤激光器腔内倏逝波吸收的气体浓度检测装置。
背景技术
随着人类文明的进步，大气资源及各种气体成为人们的关注点。一方面，大气污染已经成为人们最为关注的问题之一，迫切需要对工业、交通运输业中产生的各种有害、有毒、易燃、易爆的气体的有效监控；另一方面，在利用各种气体的时候，比如各种天然气、煤制气、液化气的开发和使用或是航天工业中用到的气体系统，对各种气体的浓度检测是不可缺少的。
光纤气体传感器由于其多方面的优点(结构紧凑、跟光纤网络易于做成系统、抗电磁干扰)日益受到人们的重视。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腔内吸收法。上述方法往往需要利用几何光学的方法增加光在待测气体中的行程或采用非光纤兼容的装置以提高测量精度，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环形光纤激光器的气体浓度检测装置。
本实用新型装置中光纤放大器的输出端与可调滤波器的一端光连接，可调滤波器的另一端和安装在气室内的拉锥光纤的一端光连接，拉锥光纤的另一端与隔离器的输入端光连接，隔离器的输出端与耦合器的输入端光连接，耦合器大分量的耦合臂与光纤放大器的输入端光连接，至此光纤放大器、可调滤波器、拉锥光纤、隔离器、耦合器构成环形光纤激光器；耦合器小分量的耦合臂作为激光器输出端与光探测器光连接；所述的拉锥光纤直径D为1～3微米、长度L为5～15厘米。
本实用新型主要适用于在光通信波段有光谱吸收峰的低浓度气体的高精度测量。由于激光器腔内的谐振效应，使传感的有效作用长度大大增加，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，光纤放大器5的输出端与可调滤波器4的一端光连接，可调滤波器4的另一端和安装在气室2内的拉锥光纤3的一端光连接，拉锥光纤3的另一端与隔离器1的输入端光连接，隔离器1的输出端与耦合器7的输入端光连接，耦合器1大分量的耦合臂与光纤放大器的输入端光连接，至此光纤放大器5、可调滤波器4、拉锥光纤3、隔离器1、耦合器7构成环形光纤激光器。耦合器1小分量的耦合臂作为激光器输出端与光探测器6光连接。拉锥光纤的直径为2微米、长度为10厘米。
工作时首先打开光纤放大器，光纤激光器开始出光，调节滤波器使得激光输出波长落在待测气体的一个吸收峰上。在气室中充入各种标准浓度的气体，记录光探头测得的对应激光功率。对测得的数据进行线性拟合，确定激光输出功率与气体浓度的对应关系曲线。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，用光探测器测出光功率值，利用对应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、基于环形光纤激光器的气体浓度检测装置，其特征在于该装置中光纤放大器的输出端与可调滤波器的一端光连接，可调滤波器的另一端和安装在气室内的拉锥光纤的一端光连接，拉锥光纤的另一端与隔离器的输入端光连接，隔离器的输出端与耦合器的输入端光连接；耦合器大分量的耦合臂与光纤放大器的输入端光连接，小分量的耦合臂作为激光器输出端与光探测器光连接；所述的拉锥光纤直径D为1～3微米、长度L为5～15厘米。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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