专利名称：基于光纤环形谐振腔的红外气体分析装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种气体浓度检测装置，尤其是一种红外线气体浓度分析装置，主要用来测量气体中某种或几种分子的浓度。
背景技术：
红外气体分析装置(气体分析仪)是利用光能量被气体分子选择特定频率吸收的吸收光谱原理，来测量气体的浓度。红外气体分析仪由光发射单元、气体室、光接收单元、数据处理单元以及其它辅助单元组成。光发射单元包括各种红外光源，其发射的红外光射入气体室，被气体室中的气体吸收衰减后，照射到接收单元。接收单元一般包括红外探测器，它将红外光的吸收衰减变化量转化为电信号变化量，该电信号被数据处理单元处理后，即可得到被测气体中某些分子的浓度值。具体来说，光源发射出的特定波长的光穿过被测气体时，被测气体吸收，导致特定频率光的强度产生衰减，光强度的衰减与被测气体浓度相关。因此，通过测量光强度衰减信息就可以分析获得被测气体的浓度。由于测量中需要足够长度的光传播距离，因此在现有技术中，气体分析仪的气体室尺寸较大，比较笨重。
发明内容
本实用新型的的目的是针对现有技术的不足，提供一种更紧凑、测量精度更高、响应速度更快的气体分析装置。
本实用新型包括光发射单元、光接收单元、光输入光纤、光输出光纤、光耦合器、进气光纤连接器、出气光纤连接器、中央处理单元、气路光纤和回路光纤。光发射单元与光输入光纤的一端连接，并实现光耦合，光输入光纤的另一端连接到光耦合器。回路光纤贯穿光耦合器，光输入光纤在光耦合器中将探测光耦合到回路光纤中。光输出光纤的一端连接到光接收单元，并实现光耦合，另一端连接到光耦合器，光输出光纤将回路光纤中的部分探测光耦合出来。回路光纤的一端与气路光纤的一端都连接在进气光纤连接器上，并实现光耦合；气路光纤的另一端与回路光纤的另一端都连接到出气光纤连接器上，并实现光耦合。光发射单元和光接收单元都与中央数据处理单元电连接。所述的气路光纤为中空光纤。
所述的进气光纤连接器为中空，设有进气口，待测气体可以通过此进气口流入进气光纤连接器，并流入中空的气路光纤中；所述的出气光纤连接器为中空，设有出气口，待测气体可以通过此出气口从气路光纤中流出出气光纤连接器。
本实用新型中待测气体通过进气口流入气路光纤，并从出气口流出，因而在气路光纤中充满待测气体，气路光纤构成了一个气体室，在提高光路径长度的同时，减小了所占空间。气路光纤、贯穿光耦合器的回路光纤形成一个光纤环形谐振腔，探测光可以在谐振腔中多次通过，提高气体探测的灵敏度。
图1为本实用新型一个实施例的结构示意图；图2为本实用新型另一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
实施例1如图1所示，光发射单元101与光输入光纤102的一端连接，并实现光耦合。光输入光纤102的另一端连接到光耦合器103中，并且将探测光耦合到回路光纤106中。回路光纤106的一端与进气光纤连接器107连接，气路光纤109的一端也连接到进气光纤连接器107中，并且回路光纤106与气路光纤109的位置对应，实现光耦合。以上所述的进气光纤连接器107为中空，设有进气口108，待测气体可以通过进气口108流入回路光纤109中。气路光纤109的另一端与回路光纤106的另一端都连接到出气光纤连接器110中，并且位置对应，实现光耦合。以上所述的出气光纤连接器110为中空，设有出气口111，气路光纤109中的待测气体通过出气口111流出。光输出光纤104的一端连接到光耦合器103中，并将回路光纤106中的探测光耦合出来。光输出光纤104的另一端连接到光接收单元105中。光发射单元101和光接受单元105都与中央数据处理单元112电连接，将电信号发送给中央数据处理单元112。
实施例1中，回路光纤106和气路光纤109形成光纤环路谐振腔，探测光在其中循环传输。待测气体从进气口108流入，穿过气路光纤109，从出气口111流出，因而气路光纤109中充满待测气体。
实施例2如图2所示，光发射单元201与光输入光纤202的一端连接，并实现光耦合。光输入光纤202的另一端连接到光耦合器203中，并且将探测光耦合到回路光纤207中，回路光纤207的一端与进气光纤连接器208连接，气路光纤210的一端也连接到进气光纤连接器208中，并且回路光纤207与气路光纤210的位置对应，实现光耦合。
以上所述的回路光纤207和气路光纤210都为中空，待测气体能够在其中流动。以上所述的进气光纤连接器208为中空，设有进气口209，待测气体可以通过进气口209流入回路光纤207和气路光纤210中。气路光纤210的另一端与回路光纤207的另一端都连接到出气光纤连接器211中，并且位置对应，实现光耦合。以上所述的出气光纤连接器211为中空，设有出气口212，回路光纤207和气路光纤210中的待测气体通过出气口212流出。光输出光纤205的一端连接到光耦合器204中，另一端连接到光接收单元206中，将回路光纤207中的探测光耦合到光接收单元206。光发射单元201和光接受单元206都与中央数据处理单元213电连接，将电信号发送给中央数据处理单元213。以上所述的回路光纤207穿过光耦合器203和光耦合器204，气体可在整条中空光纤内流动。
实施例2中，采用采用光耦合器203和光耦合器204，分别实现光从回路光纤207中耦合进和耦合出的功能。回路光纤207和气路光纤210形成光纤环路谐振腔，探测光在其中循环传输。待测气体从进气口209流入，穿过回路光纤207和气路光纤210，从出气口212流出，因而回路光纤207和气路光纤210中充满待测气体。
权利要求1.基于光纤环形谐振腔的红外气体分析装置，包括光发射单元、光接收单元、光输入光纤、光输出光纤、光耦合器、进气光纤连接器、出气光纤连接器、中央处理单元、气路光纤和回路光纤，其特征在于光发射单元与光输入光纤的一端连接，并实现光耦合，光输入光纤的另一端连接到光耦合器；回路光纤贯穿光耦合器设置，光输入光纤在光耦合器中将探测光耦合到回路光纤中；光输出光纤的一端连接到光接收单元，并实现光耦合，另一端连接到光耦合器，光输出光纤将回路光纤中的部分探测光耦合出来；回路光纤的一端与气路光纤的一端都连接在进气光纤连接器上，并实现光耦合，气路光纤的另一端与回路光纤的另一端都连接到出气光纤连接器上，并实现光耦合；光发射单元和光接收单元都与中央数据处理单元电连接。
2.如权利要求1所述的基于光纤环形谐振腔的红外气体分析装置，其特征在于所述的气路光纤为中空光纤。
3.如权利要求1所述的基于光纤环形谐振腔的红外气体分析装置，其特征在于所述的进气光纤连接器为中空，设有进气口，待测气体可以通过此进气口流入进气光纤连接器，并流入中空的气路光纤中；所述的出气光纤连接器为中空，设有出气口，待测气体可以通过此出气口从气路光纤中流出出气光纤连接器。
专利摘要本实用新型涉及一种红外线气体浓度分析装置。现有产品体积较大。本实用新型包括光发射单元、光接收单元、光输入光纤、光输出光纤、光耦合器、进气光纤连接器、出气光纤连接器、中央处理单元、气路光纤和回路光纤，气路光纤为中空光纤。本实用新型在气路光纤中充满待测气体形成了一个气体室，既提高光路径长度又减小了所占空间。气路光纤和回路光纤形成一个光纤环形谐振腔，探测光多次通过，提高气体探测灵敏度。
文档编号G01N21/25GK2914074SQ20062010542
公开日2007年6月20日 申请日期2006年7月6日 优先权日2006年7月6日
发明者卢山鹰, 王健, 孙玲玲, 周磊 申请人:杭州电子科技大学