本实用新型涉及一种光纤组分气体传感系统，适用于各种矿山、井下、隧道有毒有害气体监测，以及大气环境质量分析等众多的测量领域。
背景技术：
危险特征气体的在线检测在工业和能源生产现场是一项保证安全的重要工作。
常见的气体危险源，如：CO，CO2，CH4，C2H4，C2H2，NH3等，其光谱特征吸收波段和1.55um通讯窗口大体重合。故此，基于TDLAS的光纤气体传感技术可以利用现有的光通讯技术资源得以推广。
在现有的光纤气体传感技术中，基于TDLAS气体传感器每种气体都需要使用一单芯光纤，每一个测量系统只能同时对一种气体进行测量，而由于被测气体往往种类多，监测点数量也大，当处于需要多种气体测量的场合，其无法同时对多种气体进行测量分析，只能增加测量系统才可解决问题。因此，有必要设计一种通过单芯光纤实现多组分气体浓度测量的装置，使得在有限的光纤资源下，也能实现大量多组分气体的TDLAS方式监测。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种光纤多组分气体传感系统，用以解决现有的光纤气体传感系统无法同时在线对多种气体进行测量分析的问题。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是一种光纤多组分气体传感系统，包括至少两种DFB激光器，波分复用器、光环形器、长光程气体室、解波分复用器、至少两个光电探测器、谐波分析模块；
所述各个DFB激光器的输出端通过光纤与波分复用器的输入端相连接；所述光环形器的输入端口通过光纤与所述波分复用器输出端连接，光环形器的双向传输端口和输出端口分别通过光纤与长光程气体室和解波分复用器的输入端连接；
所述各个光电探测器的输入端通过光纤与所述解波分复用器的输出端连接，各个光电探测器的输出端与谐波分析模块连接。
所述的长光程气体室具有输入和输出两个端口，所述两个端口位于长光程气体室的同侧。
所述长光程气体室同侧的输出端口通过耦合器与连接输入端口的光纤相连接。
所述的长光程气体室具有一个端口，所述端口用于输入和输出。
所述光电探测器为InGaAs探测器。
本实用新型中的多种气体成分的不同波长的激光，经调制后通过光纤注入波分复用器中，通过光纤经光环形器的双向传输端口，传输进入长光程气体室，在多次反射长光程气体室内被目标气体成分吸收后沿着与输入的同一根光纤通过光环形器抵达解波分复用器，通过解波分复用器将光束分配至不同光纤出口，光电探测器将接收的光信号转换为电信号进入谐波分析模块，根据吸光度判断各气体成分体积分数，实现了在同一条光纤链路中对多组分气体成分的同时在线测量
本实用新型中集成了光纤环路器，省去了一根光纤，进一步节省了光纤资源，使得光纤资源扩容一倍，进一步节省了线缆的固定投资，并将长光程气体测量室的测量光程增加一倍。
附图说明
图1为本实用新型的光纤气体传感组网方式的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。
如图1所示为本实用新型的光纤气体传感组网方式的结构框图，包括六种不同波长的DFB激光器、波分复用器、光环形器1、长光程气体室2、解波分复用器、六个InGaAs探测器3、谐波分析模块；六种不同波长的DFB激光器的输出端通过光纤与波分复用器的输入端相连接；光环形器1的输入端口通过光纤与波分复用器输出端连接，光环形器的双向传输端口和输出端口分别通过光纤与长光程气体室2和解波分复用器的输入端连接；所述六个InGaAs3探测器的输入端通过光纤与所述解波分复用器的输出端连接，各个光电探测器的输出端与谐波分析模块连接。
本实施例中的六种不同波长的DFB激光器包括CH4、NH3、CO、CO2、和H2S的波长。
本实施例中的合束波分复用器主要用于将不同波长的DFB激光器发出的激光耦合到同一根光纤内输出，使得输出光纤内包含所有DFB激光器发出的光信号。波分复用器中的每个输入通道波长范围必须包含对应全部通道的DFB激光器的不同气体的工作波长，可以使用DWDM波分复用器。
本实施例中的光环形器1有输入端，双向传输端口、输出端口；其双向传输端口主要用于单纤双向传输。长光程气体室2主要使输入光束能在气室内进行多次反射，经过较长的距离后又能以较高的效率耦合入气体室并输出光纤。
本实施例的解分复用模块主要用于将光环形器输出的各个不同波长的光信号分开,也可以采用DWDM波分复用器。
本实施例中的谐波分析模块主要用于对不同气体的谐波进行测量，并根据比尔朗伯定律，通过吸光度，计算出被测气体浓度。
本实施例中主要是由DFB激光器发射出的不同波长的激光耦合入波分复用器，通过光纤经光环形器的双向传输端口，传输进入长光程气体室，使光束能在气室内经过较长的距离后又能以较高的效率耦合入气室输出光纤，被吸收之后的剩余光信号沿着输出端的与输入的同一根光纤通过光环形器抵达解波分复用器，之后到达光电探测器后转换为电平信号，将电信号输入到谐波分析模块，通过微分测量电路对光信号进行谐波测试，同时根据比尔朗伯定律，通过吸光度计算出被测气体的浓度。
本实施例中的长光程气体室3的输入端口与输出端口为同一端口，可以将输出光束直接经光纤反向传输至光环形器。当然，也可以采用两个端口位于同侧的气体室，通过耦合器将输出光束耦合入光纤从而进行反向传输。
本实用新型可以在多组分气体测量时避免各组分气体相互干扰，同时也提出了一种通过单芯光纤和单个气室实现多组分气体测量的TDLAS检测装置，降低了多组分气体测量的TDLAS系统对光纤资源需求，节省了光纤资源。
上面结合附图对本实用新型进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。