[发明专利]带有光纤气体传感器的传感系统

权利要求书

1.一种光纤气体传感器，包括：

具有纵轴线的光纤芯；

具有第一调幅轮廓的第一折射率周期调制光栅结构，该第一折射 率周期调制光栅结构位于所述光纤芯周围以用于感测局部气体浓度；

具有第二调幅轮廓的第二折射率周期调制光栅结构，该第二折射 率周期调制光栅结构位于所述光纤芯周围沿所述纵轴线相对于所述 第一折射率周期调制光栅结构在一定距离处用于感测局部温度；

光纤包层，该光纤包层位于所述第一和第二折射率周期调制光栅 结构周围；以及

位于所述第一折射率周期调制光栅结构的所述光纤包层周围的 敏感层，该敏感层包括由Pd基合金制成的敏感材料，

其中所述气体传感器能够提供对于所述局部气体浓度的温度校 正确定。

2.根据权利要求1所述的气体传感器，其中所述第一折射率周 期调制光栅结构包括长周期光纤光栅结构和短周期光纤光栅结构中 的一种。

3.根据权利要求1所述的气体传感器，其中所述第一和第二折 射率周期调制光栅结构之一的调幅轮廓具有沿纵轴线的间距尺寸为 大约100微米到大约600微米的调制。

4.根据权利要求1所述的气体传感器，其中所述第二折射率周 期调制光栅结构包括短周期光纤光栅结构。

5.根据权利要求4所述的气体传感器，其中所述短周期光纤光 栅结构包括光纤布拉格光栅(FBG)结构。

6.根据权利要求1所述的气体传感器，进一步包括位于所述光 纤包层和所述敏感层之间的粘合层。

7.根据权利要求1所述的气体传感器，其中所述第一和第二折 射率周期调制光栅结构之一具有均匀轮廓、闪耀轮廓、变迹轮廓、闪 耀和变迹轮廓中的一种。

8.根据权利要求1所述的气体传感器，其中所述Pd基合金由包 括纳米PdOx、纳米Pd(x)Au(y)Ni(1-x-y)和纳米Pd/Au/WOx的材料制 成。

9.根据权利要求1所述的气体传感器，其中所述气体传感器被 一体构成到燃气涡轮的燃料输送控制系统中。

10.一种光纤气体传感器，包括：

具有纵轴线的光纤芯；

具有第一调幅轮廓的第一短周期光纤光栅结构，该第一短周期光 纤光栅结构位于所述光纤芯周围以用于感测局部气体浓度；

具有第二调幅轮廓的第二短周期光纤光栅结构，该第二短周期光 纤光栅结构位于所述光纤芯周围沿所述纵轴线相对于所述第一短周 期光纤光栅结构在一定距离处用于感测局部温度；

光纤包层，该光纤包层位于所述第一短周期和第二短周期光纤光 栅结构周围；以及

位于所述第一短周期光纤光栅结构的所述光纤包层周围的敏感 层，该敏感层包括由Pd基合金制成的敏感材料，

其中所述气体传感器能够提供对于所述局部气体浓度的温度校 正确定。

11.根据权利要求10所述的气体传感器，其中所述第二短周期光 纤光栅结构包括光纤布拉格光栅(FBG)结构。

12.根据权利要求10所述的气体传感器，进一步包括位于所述 光纤包层和所述敏感层之间的粘合层。

13.根据权利要求10所述的气体传感器，其中所述第一短周期 光纤光栅结构和第二短周期光纤光栅结构之一具有均匀轮廓、闪耀轮 廓、变迹轮廓、闪耀和变迹轮廓中的一种。

14.根据权利要求10所述的气体传感器，其中所述Pd基合金由 包括纳米PdOx、纳米Pd(x)Au(y)Ni(1-x-y)和纳米Pd/Au/WOx的材料 制成。

15.一种传感系统，包括：

至少一个如权利要求1所述的光纤气体传感器；

可操作地连接到每个光纤气体传感器的FC/APC连接器；以及

可操作地连接到所述FC/APC连接器的分光器/光组合器和光开 关中的一个。