[实用新型]一种毛细管光纤参考气室

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种新型的激光气体检测设备，特别是一种毛细管光纤参考气室。

背景技术

光学参考气室主要应用到可调谐激光器的波长校准，另外，在气体传感系统中也要用到参考气室来对气体吸收位置进行校准。尤其是在光纤气体传感系统中，光学参考气室的结构和性能直接影响到光纤气体传感器的体积和检测灵敏度，是光纤气体传感器的核心组件。

光学参考气室用于气体检测是基于光谱吸收的原理。每一种气体都有其固定的吸收光谱，如果光源光谱和气体的吸收线重叠，当这束光通过气体时，就会发生衰减，衰减强度和该气体的体积分数有关。出射光强I和入射光强I₀之间的关系满足比尔—朗伯定律，即：

I＝I₀exp(-αCL)    (1)

式中α为气体吸收系数，C为气体的体积分数，L为气体的吸收路径的长度，（1）式可以改写为：

C=-1αLln(I0I)---(2)]]>

由上式可知，只要知道气体的吸收系数和气体吸收路径的长度，通过检测吸收前后的光强I和I₀就可以得到气体的体积分数。

20世纪80年代后期，光纤气体传感器开始被人们所关注，它基于光谱吸收的原理来检测气体浓度，是一种新兴的气体检测技术。它可以实现远距离传输信号，并且具有响应速度快、灵敏度高、不受电磁干扰等优点。而可调谐半导体吸收光谱（TDLAS）技术利用可调谐半导体激光器窄线宽和波长可调谐特性检测气体的单根吸收谱线，从而可以对待测气体进行定性或定量的分析。是一种高灵敏度、高选择性、快速在线非接触测量的检测技术，在环境监测、煤矿安全监测、医疗和电力设备监控中得到了广泛应用。而在这些光纤气体传感器中都需要用到参考气室来对气体吸收位置进行校准。

传统的参考气室大多是通过引入光学准直镜或高反射镜等光学器件，造成了现有的参考气室存在体积大、成本高和结构复杂等缺点。

中国专利（申请号：201120505928.7，专利名称：密封光纤参考气室）该专利虽然也提到了密封光纤参考气室，但是，采用的光子晶体光纤的价格非常昂贵，且光子晶体光纤与普通光纤的熔接过程非常复杂，熔接损耗较大，且充气过程复杂，需要借助真空腔等外界条件。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服以往光学气室成本高、结构复杂、抗震能力差、体积较大等缺点，提供了一种毛细管光纤参考气室，其制作成本低、体积小、容易制备，能够实现气体长期密封。

本实用新型采用的方案是：

一种毛细管光纤参考气室，包括内部中空的毛细玻璃管，所述毛细玻璃管的两端分别密封接入单模光纤和多模光纤，所述单模光纤和多模光纤位于毛细玻璃管内的部分均为裸纤，所述单模光纤和多模光纤位于毛细玻璃管内的部分彼此之间设有空隙。

所述毛细玻璃管外部设有保护连接件。

所述保护连接件包括塑料管和钢管，所述塑料管设在毛细玻璃管外围，所述钢管设在塑料管外围。

所述毛细玻璃管的两端通过密封胶密封。

所述塑料管的两端通过紫外胶分别固定在单模光纤和多模光纤上，所述钢管两端也通过紫外胶分别固定在单模光纤和多模光纤上。

所述毛细玻璃管的内径为130μm，长度为2-4.5㎝。

所述单模光纤剥离保护层后直径为125μm，剥好的裸纤长度为0.6-1.2㎝。

所述塑料管直径为1-2mm，长度为22-47mm。

所述钢管直径为2-3mm，长度为25-50mm。

所述密封胶为紫外胶。

所述毛细玻璃管内充入气体。

所述空隙为12mm。

本实用新型的有益效果：

1、成本降低：本新型采用的毛细玻璃管价格低廉，现有技术所采用的光子晶体光纤的价格昂贵，是毛细玻璃管的160倍；