[发明专利]分布式光纤气体传感器

摘要

本发明涉及气体传感器技术领域，具体涉及一种分布式光纤气体传感器，包括主机部分、气体检测装置、光环形器和光纤，其中，主机部分包括解调装置、激光源、光电检测器、显示装置和报警装置。本发明的分布式光纤气体传感器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。进一步地，本发明的分布式光纤气体传感器可以用光纤将多个气体检测装置和包括激光源、解调装置、光电检测器的主机部分进行连接，多个气体检测装置分布于不同的检测站点，降低成本。

主权项

一种分布式光纤气体传感器，用于检测待测气体，其特征在于，所述气体传感器包括：具有温度控制装置的激光源，用于在温度控制装置的配合下发射被所述待测气体高度吸收的预选波长的激光束；沿着激光发射方向依次设置的光环形器和气体检测装置，激光源和光环形器通过光纤连接，光环形器和气体检测装置通过光纤连接；所述气体检测装置包括用于为所述待测气体提供吸收容积的气体吸收池，所述气体吸收池内设有全反射镜，激光源的发射激光进入气体吸收池被待测气体吸收后经全反射镜逆向反射；通过光纤与所述光环形器连接的光电检测器，用于在预设波长下检测被全反镜逆向反射的反射激光；以及解调装置，所述解调装置通过比较在预设波长下检测的反射激光的光功率与激光源的发射激光的光功率来计算光衰减并根据计算的光衰减来直接或间接地确定所述气体吸收池中待测气体的浓度、以及通过计算反射激光的接收时间与发射激光的发射时间的差来直接或间接地确定发射激光的传播距离；其中，所述气体检测装置还包括光纤温度传感器，所述光纤温度传感器耦接至光纤并向所述解调装置提供所述光纤的温度信号以使所述解调装置根据所述光纤的温度变化来校正光衰减；所述气体检测装置还包括光纤压力传感器，所述光纤压力传感器耦接至光纤并向所述解调装置提供所述光纤的压力信号以使所述解调装置根据所述光纤的压力变化来校正光衰减；所述气体传感器包括两个激光源，分别发射被第一待测气体高度吸收的第一预选波长的激光束、和被第二待测气体高度吸收的第二预选波长的激光束；所述气体检测装置具有两个气体吸收池，分别用于为第一待测气体和第二待测气体提供吸收容积；所述光纤温度传感器、光纤压力传感器、第一个气体吸收池和第二个气体吸收池沿着激光出射方向通过光分路器依次并联设置；所述第一待测气体为甲烷，所述第二待测气体为水汽，所述第一预设波长为1563.7nm，所述第二预设波长为1392nm；所述气体传感器还包括一显示装置；所述气体传感器还包括一报警装置，用于在所述第一待测气体浓度或第二待测气体浓度超过预设值时发出报警；所述气体传感器包括多个气体检测装置，所述多个气体检测装置通过光纤沿着激光发射方向依次串联设置；发射激光经过光纤和光环形器向外传输，到达气体检测装置时，光分路器将该激光分成两部分，一部分传向光纤温度传感器，一部分继续传输，经过第2 个光分路器，一部分传向光纤压力传感器，一部分继续传输，经过第3 个光分路器，一部分传向气体吸收池。