專利名稱：基于光纖環(huán)形諧振腔的紅外氣體分析儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種氣體濃度檢測裝置，尤其是一種紅外線氣體濃度分析儀，主要用來測量氣體中某種或幾種分子的濃度。
背景技術：
氣體分析儀是利用光能量被氣體分子選擇特定頻率吸收的吸收光譜原理，來測量氣體的濃度。紅外氣體分析儀由光發(fā)射單元、氣體室、光接收單元、數(shù)據(jù)處理單元以及其它輔助單元組成。光發(fā)射單元包括各種紅外光源，其發(fā)射的紅外光射入氣體室，被氣體室中的氣體吸收衰減后，照射到接收單元。接收單元一般包括紅外探測器，它將紅外光的吸收衰減變化量轉化為電信號變化量，該電信號被數(shù)據(jù)處理單元處理后，即可得到被測氣體中某些分子的濃度值。具體來說，光源發(fā)射出的特定波長的光穿過被測氣體時，被測氣體吸收，導致特定頻率光的強度產(chǎn)生衰減，光強度的衰減與被測氣體濃度相關。因此，通過測量光強度衰減信息就可以分析獲得被測氣體的濃度。由于測量中需要足夠長度的光傳播距離，因此在現(xiàn)有技術中，氣體分析儀的氣體室尺寸較大，比較笨重。

發(fā)明內容
本發(fā)明的的目的是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種更緊湊、測量精度更高、響應速度更快的氣體分析儀。
本發(fā)明包括光發(fā)射單元、光接收單元、光輸入光纖、光輸出光纖、光耦合器、進氣光纖連接器、出氣光纖連接器、中央處理單元、氣路光纖和回路光纖。光發(fā)射單元與光輸入光纖的一端連接，并實現(xiàn)光耦合，光輸入光纖的另一端連接到光耦合器?；芈饭饫w貫穿光耦合器，光輸入光纖在光耦合器中將探測光耦合到回路光纖中。光輸出光纖的一端連接到光接收單元，并實現(xiàn)光耦合，另一端連接到光耦合器，光輸出光纖將回路光纖中的部分探測光耦合出來?；芈饭饫w的一端與氣路光纖的一端都連接在進氣光纖連接器上，并實現(xiàn)光耦合；氣路光纖的另一端與回路光纖的另一端都連接到出氣光纖連接器上，并實現(xiàn)光耦合。光發(fā)射單元和光接收單元都與中央數(shù)據(jù)處理單元電連接。
所述的氣路光纖為中空光纖。
所述的進氣光纖連接器為中空，設有進氣口，待測氣體可以通過此進氣口流入進氣光纖連接器，并流入中空的氣路光纖中；所述的出氣光纖連接器為中空，設有出氣口，待測氣體可以通過此出氣口從氣路光纖中流出出氣光纖連接器。
本發(fā)明中待測氣體通過進氣口流入氣路光纖，并從出氣口流出，因而在氣路光纖中充滿待測氣體，氣路光纖構成了一個氣體室，在提高光路徑長度的同時，減小了所占空間。氣路光纖、貫穿光耦合器的回路光纖形成一個光纖環(huán)形諧振腔，探測光可以在諧振腔中多次通過，提高氣體探測的靈敏度。


圖1為本發(fā)明一個實施例的結構示意圖；圖2為本發(fā)明另一個實施例的結構示意圖。
具體實施例方式
實施例1如圖1所示，光發(fā)射單元101與光輸入光纖102的一端連接，并實現(xiàn)光耦合。光輸入光纖102的另一端連接到光耦合器103中，并且將探測光耦合到回路光纖106中?；芈饭饫w106的一端與進氣光纖連接器107連接，氣路光纖109的一端也連接到進氣光纖連接器107中，并且回路光纖106與氣路光纖109的位置對應，實現(xiàn)光耦合。以上所述的進氣光纖連接器107為中空，設有進氣口108，待測氣體可以通過進氣口108流入回路光纖109中。氣路光纖109的另一端與回路光纖106的另一端都連接到出氣光纖連接器110中，并且位置對應，實現(xiàn)光耦合。以上所述的出氣光纖連接器110為中空，設有出氣口111，氣路光纖109中的待測氣體通過出氣口111流出。光輸出光纖104的一端連接到光耦合器103中，并將回路光纖106中的探測光耦合出來。光輸出光纖104的另一端連接到光接收單元105中。光發(fā)射單元101和光接受單元105都與中央數(shù)據(jù)處理單元112電連接，將電信號發(fā)送給中央數(shù)據(jù)處理單元112。
實施例1中，回路光纖106和氣路光纖109形成光纖環(huán)路諧振腔，探測光在其中循環(huán)傳輸。待測氣體從進氣口108流入，穿過氣路光纖109，從出氣口111流出，因而氣路光纖109中充滿待測氣體。
實施例2如圖2所示，光發(fā)射單元201與光輸入光纖202的一端連接，并實現(xiàn)光耦合。光輸入光纖202的另一端連接到光耦合器203中，并且將探測光耦合到回路光纖207中，回路光纖207的一端與進氣光纖連接器208連接，氣路光纖210的一端也連接到進氣光纖連接器208中，并且回路光纖207與氣路光纖210的位置對應，實現(xiàn)光耦合。
以上所述的回路光纖207和氣路光纖210都為中空，待測氣體能夠在其中流動。以上所述的進氣光纖連接器208為中空，設有進氣口209，待測氣體可以通過進氣口209流入回路光纖207和氣路光纖210中。氣路光纖210的另一端與回路光纖207的另一端都連接到出氣光纖連接器211中，并且位置對應，實現(xiàn)光耦合。以上所述的出氣光纖連接器211為中空，設有出氣口212，回路光纖207和氣路光纖210中的待測氣體通過出氣口212流出。光輸出光纖205的一端連接到光耦合器204中，另一端連接到光接收單元206中，將回路光纖207中的探測光耦合到光接收單元206。光發(fā)射單元201和光接受單元206都與中央數(shù)據(jù)處理單元213電連接，將電信號發(fā)送給中央數(shù)據(jù)處理單元213。以上所述的回路光纖207穿過光耦合器203和光耦合器204，氣體可在整條中空光纖內流動。
實施例2中，采用采用光耦合器203和光耦合器204，分別實現(xiàn)光從回路光纖207中耦合進和耦合出的功能。回路光纖207和氣路光纖210形成光纖環(huán)路諧振腔，探測光在其中循環(huán)傳輸。待測氣體從進氣口209流入，穿過回路光纖207和氣路光纖210，從出氣口212流出，因而回路光纖207和氣路光纖210中充滿待測氣體。
權利要求
1.基于光纖環(huán)形諧振腔的紅外氣體分析儀，包括光發(fā)射單元、光接收單元、光輸入光纖、光輸出光纖、光耦合器、進氣光纖連接器、出氣光纖連接器、中央處理單元、氣路光纖和回路光纖，其特征在于光發(fā)射單元與光輸入光纖的一端連接，并實現(xiàn)光耦合，光輸入光纖的另一端連接到光耦合器；回路光纖貫穿光耦合器設置，光輸入光纖在光耦合器中將探測光耦合到回路光纖中；光輸出光纖的一端連接到光接收單元，并實現(xiàn)光耦合，另一端連接到光耦合器，光輸出光纖將回路光纖中的部分探測光耦合出來；回路光纖的一端與氣路光纖的一端都連接在進氣光纖連接器上，并實現(xiàn)光耦合，氣路光纖的另一端與回路光纖的另一端都連接到出氣光纖連接器上，并實現(xiàn)光耦合；光發(fā)射單元和光接收單元都與中央數(shù)據(jù)處理單元電連接。
2.如權利要求1所述的基于光纖環(huán)形諧振腔的紅外氣體分析儀，其特征在于所述的氣路光纖為中空光纖。
3.如權利要求1所述的基于光纖環(huán)形諧振腔的紅外氣體分析儀，其特征在于所述的進氣光纖連接器為中空，設有進氣口，待測氣體可以通過此進氣口流入進氣光纖連接器，并流入中空的氣路光纖中；所述的出氣光纖連接器為中空，設有出氣口，待測氣體可以通過此出氣口從氣路光纖中流出出氣光纖連接器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種紅外線氣體濃度分析儀?，F(xiàn)有產(chǎn)品體積較大。本發(fā)明包括光發(fā)射單元、光接收單元、光輸入光纖、光輸出光纖、光耦合器、進氣光纖連接器、出氣光纖連接器、中央處理單元、氣路光纖和回路光纖，氣路光纖為中空光纖。本發(fā)明中在氣路光纖中充滿待測氣體形成了一個氣體室，既提高光路徑長度又減小了所占空間。氣路光纖和回路光纖形成一個光纖環(huán)形諧振腔，探測光可以在其中多次通過，提高氣體探測的靈敏度。
文檔編號G01N21/25GK1877301SQ200610052339
公開日2006年12月13日 申請日期2006年7月6日 優(yōu)先權日2006年7月6日
發(fā)明者盧山鷹, 王健, 孫玲玲, 周磊 申請人:杭州電子科技大學