專利名稱：中空光纖諧振腔型紅外氣體分析裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型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裝置，主要用來測量氣體中某種或幾種分子的濃度。
背景技術(shù)：
紅外線氣體濃度分析裝置(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(zhuǎn)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(shù)中，氣體分析儀的氣體室尺寸較大，比較笨重。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)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裝置。
本實用新型包括光發(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、氣路光纖和光反射裝置。
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。中空的氣路光纖貫穿光耦合器，光輸入光纖在光耦合器中將探測光耦合到貫穿光耦合器的氣路光纖中。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。光輸出光纖將貫穿光耦合器的氣路光纖中的部分探測光耦合出來。氣路光纖的兩端分別與進氣光纖連接器和出氣光纖連接器連通。光反射裝置設置在氣路光纖的兩端，并與氣路光纖的兩個端口對應。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。
本實用新型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(gòu)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。中空的氣路光纖、光反射裝置形成一個光纖諧振腔，探測光束經(jīng)過光反射裝置反射后，仍然傳入中空的氣路光纖中，可以在諧振腔中多次往返傳輸，提高氣體探測的靈敏度。


圖1為本實用新型一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型另一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
實施例1如圖1所示，中空的氣路光纖104的一端連接在進氣光纖連接單元103中，并且與反射鏡101的位置對應，氣路光纖104中傳出的探測光被反射鏡101反射后，又傳入氣路光纖104中。進氣光纖連接器103為中空，設有進氣口102，待測氣體通過進氣口102流入進氣光纖連接器103中，并進一步流入氣路光纖104中。
中空的氣路光纖104的另一端連接到出氣光纖連接器106上，并且與反射鏡108的位置對應，氣路光纖104中傳出的探測光被反射鏡108反射后，又進入氣路光纖104中。出氣光纖連接器106為中空，設有出氣口107，待測氣體通過出氣口107從氣路光纖104中流出出氣光纖連接器106。
氣路光纖104穿過光耦合器105。光發(fā)射單元109與光輸入光纖110的一端連接，并實現(xiàn)光耦合，光輸入光纖110的另一端連接到光耦合器105中，并且將探測光耦合到氣路光纖104中。光接收單元112與光輸出光纖111的一端連接，并實現(xiàn)光耦合，光輸出光纖111的另一端連接到光耦合器105中，氣路光纖104中的部分探測光被耦合到光輸出光纖111中。光發(fā)射單元109和光接收單元112與中央數(shù)據(jù)處理單元113電連接，將電信號發(fā)送給中央數(shù)據(jù)處理單元113。
本實例1中，反射鏡101、反射鏡108和氣路光纖104形成一個光纖諧振腔，探測光在其中，多次往返傳播。
實施例2如圖2所示，光纖光柵201連接到進氣光纖連接器203中，中空的氣路光纖204的一端也連接在進氣光纖連接器203中，并且光纖光柵201與氣路光纖204的位置對應，氣路光纖204中傳出的探測光被光纖光柵201反射后，又傳入氣路光纖204。進氣光纖連接器203為中空，設有進氣口202，待測氣體通過進氣口202流入進氣光纖連接器203中，并進一步流入氣路光纖204中。
中空的氣路光纖204的另一端連接到出氣光纖連接器206上，連接光纖207的一端也連接到出氣光纖連接器206中，連接光纖207的端口位置與氣路光纖204的位置對應，實現(xiàn)光耦合。連接光纖207的另一端連接到光耦合器208的一個端口上。光纖光柵209也連接到光耦合器208的一個端口上，連接光纖207傳出的探測光被光纖光柵209反射后，又進入連接光纖207中。出氣光纖連接器206為中空，設有出氣口205，氣路光纖204中的待測氣體通過出氣口205流出。
光發(fā)射單元210與光輸入光纖211的一端連接，并實現(xiàn)光耦合，光輸入光纖211的另一端連接到光耦合器208的一個端口上。光接收單元213與光輸出光纖212的一端連接，并實現(xiàn)光耦合，光輸出光纖212的另一端連接到光耦合器208的另一個端口上。光發(fā)射單元210和光接收單元213與中央數(shù)據(jù)處理單元214電連接，將電信號發(fā)送給中央數(shù)據(jù)處理單元214。
本實例2中，光發(fā)射單元210發(fā)射的探測光經(jīng)過光輸入光纖211，并耦合到光纖207中。光纖光柵201、光纖光柵209作為光反射裝置。光纖光柵201、光纖光柵209、連接光纖207與氣路光纖204，形成一個光纖諧振腔，探測光在其中多次往返傳播。
權(quán)利要求1.中空光纖諧振腔型紅外氣體分析裝置，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、氣路光纖和光反射裝置，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；中空的氣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氣路光纖中；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，光輸出光纖將氣路光纖中的部分探測光耦合出來；氣路光纖的兩端分別與進氣光纖連接器和出氣光纖連接器連通，光反射裝置設置在氣路光纖的兩端，并與氣路光纖的兩個端口對應；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(quán)利要求1所述的中空光纖諧振腔型紅外氣體分析裝置，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。
專利摘要本實用新型涉及一種紅外線氣體濃度分析裝置?，F(xiàn)有產(chǎn)品體積較大。本實用新型包括光發(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、氣路光纖和光反射裝置。本實用新型的氣路光纖中充滿待測氣體形成了一個氣體室，即提高光路徑長度又減小了所占空間。中空的氣路光纖、光反射裝置形成一個光纖諧振腔，探測光束經(jīng)過光反射裝置反射后，仍然傳入中空的氣路光纖中，可以在諧振腔中多次往返傳輸，提高氣體探測的靈敏度。
文檔編號G01N21/25GK2914073SQ20062010542
公開日2007年6月20日 申請日期2006年7月6日 優(yōu)先權(quán)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