[发明专利]基于光纤光栅的准分布式气体传感系统

摘要

本发明属于气体光纤传感领，具体公开一种基于光纤光栅的准分布式气体传感系统，该系统利用待测气体的不同吸收峰通过不同波长进行复用，实现了在同一根光纤上多点、多种类气体浓度同时进行在线监测。光纤光栅的刻痕被制作成一系列特定的值，其对于包含待测气体吸收特征波长的窄带光束具有反射特性。光电探测器耦合透镜上分别镀有介质膜，使其对于中心波长为待测气体吸收特征峰的极窄频带具有高透过性。光纤准直器、吸收气室与布拉格光纤光栅串接在同一根光纤中，作为传感单元分布于各个监测传感点。系统结构简洁，集成度高，非常适用于煤矿、石油、化工、钢铁和环境等行业中目标气体的在线监测。

主权项

一种基于光纤光栅的准分布式气体传感系统，其特征在于：包括宽带光源、光源控制电路、光纤隔离器、光纤分束器、多个通过光纤串联的传感器单元、波分复用器、光电探测器、光电探测器耦合透镜、数据采集电路以及计算机，所述的每个传感器单元包括气体吸收气室，所述吸收气室的两侧分别连接有光纤准直器，一侧的光纤准直器另一端连接光纤形成串联，另一侧的光纤准直器另一端连接有布拉格光纤光栅形成传感器单元；所述的光源控制电路在计算机的控制下控制宽带光源发射包含多种特定波长的光信号，该光信号经过光纤隔离器达到第一个传感器单元，该传感器单元中的布拉格光纤光栅对包含一种特定波长的窄带光束进行反射，对剩余光信号透射，剩余光信号继续经过光纤传输至下一个传感器单元，该传感器单元中的布拉格光纤光栅对包含另一种特定波长的窄带光束进行反射，对剩余光信号透射，剩余光信号继续经过光纤传输，依次类推，串联的每个传感器单元分别对包含一种特定波长的窄带光束进行反射，反射光都按原来返回，最终经过光纤分束器分束成两路，一路沿着原光路到达光纤隔离器并被光纤隔离器隔离，另一路通过光纤传输到达波分复用器，波分复用器将该光束分成多路光束，每路光束均为含有一特定波长的窄带光束，每路含有一特定波长的窄带光束分别通过相应的光电探测器耦合透镜耦合过滤作用后汇聚到相应光电探测器光敏面表面，产生探测光电流信号，光电流信号被数据采集电路采集，并在计算机中进行存储、显示或进一步处理分析。