[实用新型]一种基于差分吸收技术的多通道多点位气体检测系统

摘要

一种基于差分吸收技术的多通道多点位气体检测系统，属光纤气体检测技术领域，包括宽带红外光源、光开关、气体传感器阵列、终端设备，其特征在于宽带红外光源与光开关输入端相连，光开关控制端与终端设备相连，光开关的各路输出与气体传感器阵列相连接，气体传感器阵列输出端连接到终端设备；气体传感器阵列包括多个气体传感子系统，由多个气体传感子系统串接成气体传感器系列，再由多个气体传感器系列并行组成气体传感器阵列,其中的光纤布拉格光栅作为波长选择器件为多通道多点位监测网络提供不同波长的窄带光源。本实用新型的显著优点在于该系统只用一个光源便可以同时检测多通道多点位的气体浓度，灵敏度高，结构简单，成本低。

主权项

一种基于差分吸收技术的多通道多点位气体检测系统，包括宽带红外光源、光开关、气体传感器阵列、终端设备，其特征在于宽带红外光源与光开关输入端相连，光开关控制端与终端设备相连，光开关的各路输出与气体传感器阵列相连接，气体传感器阵列输出端连接到终端设备；所述气体传感器阵列包括多个气体传感系列，每个气体传感系列包括多个气体传感子系统，每个子系统包括三端口光纤环形器、光纤布拉格光栅、1×2等分光比光纤分路器、光纤型气室、两个光电探测器A、B和信号提取处理电路，其中光开关一路输出端与一个光纤环形器输入端相连，光纤环形器第一输出端连光纤布拉格光栅，光纤环形器第二输出端与1×2等分光比光纤分路器输入端相连，1×2等分光比光纤分路器输出端中的一端与光纤型气室相连，光纤型气室输出端连接到一个光电探测器A的光输入端，光电探测器A的输出端接入信号提取处理电路中；1×2等分光比光纤分路器的另一个输出端直接连接到另一光电探测器B的光输入端，光电探测器B的输出端连接到信号提取处理电路中，信号提取处理电路输出端连接到终端设备；光纤布拉格光栅的输出端与下一个子系统的光纤环形器输入端相连，这样多个气体传感子系统串接成一个气体传感器系列，光开关的多路输出端分别与多个气体传感器系列并行连接组成气体传感器阵列,其中的光纤布拉格光栅作为波长选择器件为多通道多点位监测网络提供不同波长的窄带光源；所述的信号提取处理电路包括正负电源、光电探测器D1、D2、双极结型晶体管Q1、Q2、Q3、单运算放大器U2、双运算放大器U1，即U1A和U1B、仪表放大器U3、通用有源滤波芯片U4，其中信号通道的光电探测器D1负极接正电源V+，其正极接双极结型晶体管Q1的发射极，双极结型晶体管Q1的基极接地，其集电极接双极结型晶体管Q3的集电极，双极结型晶体管Q3的基极接电阻R3一端，其发射极接参考通道光电探测器D2的负极，双极结型晶体管Q2的基极和集电极均接地，其发射极接光电探测器D2的负极，光电探测器D2正极接负电源V‑；电阻R3的另一端接双运算放大器的U1A的输出端，U1A的负输入端经电阻R2和U1B的输出端相连接，U1A、U1B的正输入端均接地，U1B的负输入端接双极结型晶体管Q1的集电极，并经电阻R1连接到U1B的输出端，电容C1两端分别接到U1A的负输入端和输出端，U1A的输出端分别经电阻R3、电阻R9和双极结型晶体管Q3的基极及单运算放大器U2的负输入端相连接；单运算放大器U2的负输入端经电阻R4与其输出端相连接,其输出端连接到仪表放大器U3的正输入端，其正输入端接地；仪表放大器U3的负输入端接直流电源，其输出端经电阻R5连接到通用有源滤波芯片U4输入端；通用有源滤波芯片U4输入端经电阻R6接地，通用有源滤波芯片U4输出端连接到终端设备。