[实用新型]一种铥钬光纤超荧光气体传感装置

说明书

本实用新型提供了一种铥钬光纤超荧光气体传感装置，包括：超荧光光源模块，超荧光光源模块设有第一光路和第二光路，超荧光光源模块包括掺铥超荧光光源、光纤耦合器、第一掺钬光纤、第三光纤隔离器以及用于将第一光路中的掺铥超荧光与第二光路中的掺钬超荧光进行光谱拼接后得到宽带铥钬超荧光的波分复用器；光源控制模块用于调节超荧光光源模块的输出功率；气体探测模块用于检测待测气体的种类及浓度。通过超荧光光源模块和光源控制模块实现高功率和宽光谱的宽带铥钬超荧光，采用高功率和宽光谱的宽带铥钬超荧光作为探测用光源，极大地提升了装置的可探测气体种类，可适用于多种气体的探测，提高了装置的应用空间。

技术领域

本实用新型属于气体探测技术领域，尤其涉及一种铥钬光纤超荧光气体传感装置。

背景技术

随着经济的迅速发展，石油化工、冶金等工业生产过程，石油、天然气燃烧，矿业生产部门等排放出大量的易燃、易爆、有毒、有害气体，使人类的生存环境受到严重的污染，也严重破坏了生态平衡。为了尽可能减轻这一危害，就需要对这些气体进行现场快速实时探测，及时掌握现场动态变化，并对不良趋势变化进行有效控制，这对生态环境保护有着特别重要的意义。因此，研究各种气体的检测方法与气体传感探测就成为传感技术发展领域的一个重要课题。

大多数气体特征吸收曲线处于中红外波段(2-10μm)，而对于气体探测用光源目前多采用中红外量子级联激光器，其输出功率低是难以克服的缺点，而中红外波段的光纤激光技术也尚不成熟。目前，市场上现有的光学气体探测装置，使用的多为窄线宽的中红外量子级联激光器，即发射的光谱线宽较窄，只适用于一种气体的探测，比如2327nm适用于一氧化碳、2004nm适用于二氧化碳、1854nm适用于水蒸气等，使得其设备探测气体种类单一的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种铥钬光纤超荧光气体传感装置，旨在解决相关技术中的气体传感装置所探测气体种类单一的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的，一种铥钬光纤超荧光气体传感装置，包括：

超荧光光源模块，所述超荧光光源模块包括掺铥超荧光光源、光纤耦合器、第一掺钬光纤、第三光纤隔离器以及波分复用器，所述超荧光光源模块设有第一光路和第二光路，所述掺铥超荧光光源发射的掺铥超荧光经过所述光纤耦合器后被所述光纤耦合器按预定比例分成第一光路的掺铥超荧光和第二光路的掺铥超荧光，所述第一光路中的掺铥超荧光直接传输至所述波分复用器，所述第二光路中的掺铥超荧光传输至所述第一掺钬光纤后生成掺钬超荧光，所述掺钬超荧光经过所述第三光纤隔离器后传输至所述波分复用器，所述波分复用器用于将所述第一光路中的掺铥超荧光和所述第二光路中的掺钬超荧光进行光谱拼接后得到宽带铥钬超荧光；

光源控制模块，所述光源控制模块电连接于所述超荧光光源模块，所述光源控制模块用于调节所述超荧光光源模块的输出功率，以及

气体探测模块，所述超荧光光源模块产生的宽带铥钬超荧光传输至所述气体探测模块，所述气体探测模块用于检测待测气体的种类及浓度。

进一步地，所述掺铥超荧光光源包括种子光源和至少一级功率放大器，所述种子光源用于产生掺铥超荧光，所述种子光源产生的掺铥超荧光传输至所述功率放大器进行功率放大。

进一步地，所述种子光源包括全反镜、第一泵浦源、第一泵浦合束器、第一掺铥光纤以及第一光纤隔离器，所述第一泵浦源产生的泵浦光传输至所述第一泵浦合束器，所述泵浦光在所述第一泵浦合束器进行耦合后传输至所述第一掺铥光纤得到所述掺铥超荧光，所述全反镜用于反射后向超荧光至所述第一泵浦合束器的信号端，最终，前向和后向掺铥超荧光经过所述第一光纤隔离器后传输至所述功率放大器。