[实用新型]一种基于扫频技术的分布式光纤气体检测装置

说明书

本实用新型公开了一种基于扫频技术的分布式光纤气体检测装置，包括第一激光器、第一隔离器、第一耦合器、声光调制器、第一掺铒光纤放大器、环形器、传感光纤、第二掺铒光纤放大器、第二隔离器、第二激光器、激光控制器、锁相放大器、第二耦合器、扰偏器、第三耦合器、第四耦合器、第五耦合器、第一光电探测器、第二光电探测器、信号采集卡、第一信号处理及显示单元、脉冲发生器、第二信号处理及显示单元，第一信号处理及显示单元连接第一激光器，驱动第一激光器进行扫频控制，信号采集卡输出的另一路信号连接到第一信号处理及显示单元，获得传感光纤沿线上的气体浓度信息。本实用新型能够实现传感光纤沿线上的气体浓度信息，减小分布式光纤气体检测测量的盲区。

技术领域

本实用新型涉及一种气体检测装置，具体涉及一种连续分布式光纤气体检测的装置。

背景技术

我国经济的快速发展带来的安全问题十分严峻，频繁发生的各类恶性事故，不仅对相关从业人员造成了人身伤害，还给国家造成了巨大的经济损失，产生了恶劣的社会影响。这些事故基本上都涉及到危险气体的快速检测、实时监测等相关问题。另外，近年来环境问题也日渐突出，大气污染造成的温室效应、酸雨、雾霾等现象不仅对社会造成了直接或间接的经济损失，更是对人们的健康造成了严重的危害。光纤传感技术是以光纤作为载体，感知和传输外界被测量信号的新型传感技术，光纤传感器相对于传统电学传感器具有抗电磁干扰和辐射、轻便、绝缘、测量对象多、复用性强等多种优势，由于光纤传感技术自身的多种优点，一经出现就受到极大的重视，得到各个领域研究者的关注。因此，研制各种高灵敏度、快速响应、可远程定位检测的光纤气体传感器势在必行，已成为当今传感技术领域的主要研究内容。目前，报道的光纤气体传感器主要集中在基于普通或者光子晶体光纤的点式光纤气体传感器上，不能够实现远距离的在线气体检测，因此，充分利用光子晶体光纤在气体检测中的优势，研究分布式光纤气体传感器技术具有非常重要的学术价值和应用价值。2014年，李刚等研究人员提出了一种分布式气体传感系统及其控制方法，申请号为201410708072.1，通过主控板控制多路光开关，实现了一个激光器控制多路进行气体检测，大大降低了系统成本。 2015年，郑光辉等研究人员提出了分布式光纤传感器，申请号为201510071655.2，利用光纤将气体检测装置以及包括激光源、解调装置、光电检测器的主机部分进行连接，出射激光以及反射激光均通过光纤在上述两者之间传播，适合于远距离的站点气体传感检测。2015年，靳伟等研究人员提出了基于空芯光纤光热效应的气体检测方法和系统，申请号为 201510005210.4，采用泵浦和探测双激光方案进行检测，方法简单而实用，可以实现极小的光斑面积，大大提高了光功率密度，从而使光热信号强度得到增强。2018年，高建军等研究人员提出了一种连续分布式光纤气体检测的装置及方法，申请号为201810144950.X，在普通单模光纤上利用飞秒加工技术制作小孔作为气体的储藏气室，作为传感光纤上的气体与光的相互作用区域，气体吸收泵浦激光信号产生调制现象，再利用探测激光信号在光纤中的背向瑞利散射检测泵浦信号产生调制现象的传感光纤沿线上的相位信息，实现传感光纤沿线上的气体浓度信息。从这些报道来看，这些实用新型都是点式光纤气体传感器，不能称得上分布式光纤气体传感器，而且不能同时实现光纤沿线上气体多参量的测量，很难进行产业化的实施。

实用新型内容

本实用新型目的在于，提供一种基于扫频技术的分布式光纤气体检测装置及方法，不仅能够克服现有气体检测技术的缺点与不足，实现分布式气体浓度的光纤气体检测，而且能够实现快速高精度的测量要求，易于实现等优点。

技术方案：为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：