(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210638241.3 (22)申请日 2022.06.07 (71)申请人 厦门大学 地址 361005 福建省厦门市思明区思明南 路422号 (72)发明人 董小鹏　杨镓华　 (74)专利代理 机构 厦门南强之 路专利事务所 (普通合伙) 35200 专利代理师 张素斌 (51)Int.Cl. G01N 21/17(2006.01) G01N 21/25(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种带有分支气室的级联多点气体检测方 法 (57)摘要 一种带有分支气室的级联多点气体检测方 法， 包括OTDR、 气体吸收室、 反射镜、 耦合器和延 迟光纤； 所述耦合器和延迟光纤均设有多个， 第 一个耦合器通过延 迟光纤与OTDR连接， 且耦合器 之间也通过延 迟光纤连接； 所述气体吸收室和反 射镜设有多个， 且相对应耦合器和延迟光纤的个 数设置； 每个气体吸收室与对应的耦合器连接， 每个反射镜与相对应的气体吸收室相连； 其中， 使用OTDR接收携带气体浓度信息的反射信号， 平 均时间大于至少45s后， 计算反射强度的相对变 化量， 用以对气体浓度进行标定， 之后即可根据 反射强度进行气体浓度的检测。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 114965289 A 2022.08.30 CN 114965289 A 1.一种带有分支气室的级联多点气体检测方法， 其特征在于： 包括OTDR、 气体吸收室、 反射镜、 耦合器和延迟光纤； 所述耦合器和延迟光纤均设有多个， 第一个耦合器通过延迟光 纤与OTDR连接， 且耦合器之 间也通过延迟光纤连接； 所述气体吸收室和反射镜设有多个， 且 相对应耦合器和延迟光纤的个数设置； 每个气体吸收室与对应的耦合器连接， 每个反射镜 与相对应的气体吸收室相连； 其中， 使用OTDR接收携带气体浓度信息的反射信号， 平均时间 大于至少45s后， 计算反射强度的相对变化量， 用以对气体浓度进行标定， 之后即可根据反 射强度进行气体浓度的检测。 2.如权利要求1所述的一种带有分支气室的级联多点气体检测方法， 其特征在于： 所述 耦合器的分光比至少为5 0:50。 3.如权利要求2所述的一种带有分支气室的级联多点气体检测方法， 其特征在于： 所述 耦合器的分光比为9 9:1。 4.如权利要求1所述的一种带有分支气室的级联多点气体检测方法， 其特征在于： 所述 气体吸收室包括第一准直器和 第二准直器； 其中， 激光从第一准直器发出， 然后进入第二准 直器。 5.如权利要求4所述的一种带有分支气室的级联多点气体检测方法， 其特征在于： 还包 括固定管， 所述第一 准直器和第二 准直器设于固定管的两端， 所述固定管 上开设有通 孔。 6.如权利要求5所述的一种带有分支气室的级联多点气体检测方法， 其特征在于： 所述 固定管为不锈钢材质， 长度为80～120mm， 内径为3mm ±0.1mm； 所述通孔设有两个， 两个通孔 分别距离固定管的两端10～ 20mm， 孔径1～ 2mm。 7.如权利要求4所述的一种带有分支气室的级联多点气体检测方法， 其特征在于： 所述 气体吸收室内的光路耦合损耗 最大为1dB。 8.如权利要求1所述的一种带有分支气室的级联多点气体检测方法， 其特征在于： 所述 反射镜的反射 率至少为90％。 9.如权利要求1所述的一种带有分支气室的级联多点气体检测方法， 其特征在于： 所述 OTDR激光发射脉宽最大为10 0ns。 10.如权利要求1所述的一种带有分支气室的级联多点气体检测方法， 其特征在于： 所 述延迟光纤的长度至少40m。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114965289 A 2一种带有分支气室的级 联多点气体检测方 法 技术领域 [0001]本发明涉及长距离下多点气体检测领域， 尤其涉及一种带有分支气室的级联多点 气体检测方法。 背景技术 [0002]多点(准分布式)或分布式气体检测在许多工业和民用领域都很重要。 多点式气体 检测系统的布置主要有并联和串联两种连接方式。 并联方式， 每个气室星 型并联、 排布连接 至中心(光源)。 该方法适 从每个气室获得的信号是相互独立的， 但 一般适用于点数较少， 且 所有测量点都聚集在中心的情况。 而在串联方式中(包括使用空芯光子晶体光纤作为气室 的方案)， 如果每个气室的传输损耗较小， 理论上检测点数量就可以很大。 但在实际中存在 以下问题， 1、 当气室腔体较长或腔内气体浓度较高时， 多个气室引入的总的插入损耗或吸 收损耗会急剧增加； 2、 某些气室内引入的大量损耗可能会使得它们之后的气室腔内的信号 大幅度衰减。 3、 将每个串联气室的信号区分是困难的， 因为它们的输出最终是一起叠加在 系统的总输出上； 4、 由于基于瑞利散射， 散射信号较输出有6个数量级的衰弱， 因此信噪比 一般不高。 所以， 传统的多点式气体测 量往往受 限于上述问题导致测量点数和检测限都不 能做高。 发明内容 [0003]本发明的目的在于解决现有技术中多点气体检测技术中存在的测量点数因损耗 问题而受限的上述问题， 提供一种带有分支气室的级联多点气体 检测方法。 [0004]为达到上述目的， 本发明采用如下技 术方案： [0005]一种带有分支气室的级联多点气体检测 方法， 包括OTDR、 气体吸收室、 反射镜、 耦 合器和延迟光纤； 所述耦合器和延迟光纤均设有多个， 第一个耦合器通过延迟光纤与OTDR 连接， 且耦合器之间也通过延迟光纤连接； 所述气 体吸收室和反射镜 设有多个， 且相对应耦 合器和延迟光纤的个数设置； 每个气体 吸收室与对应的耦合器连接， 每个反射镜与相对应 的气体吸收室相连； 其中， 使用OTDR接收携带气 体浓度信息的反射信号， 平均时间大于至少 45s后， 计算反射强度的相 对变化量， 用以对气体浓度进行标定， 之后即可根据反射强度进 行气体浓度的检测。 [0006]所述耦合器的分光比至少为5 0:50。 [0007]所述耦合器的分光比为9 9:1。 [0008]所述气体吸收室包括第一准直器和第二准直器； 其中， 激光从第一准直器发出， 然 后进入第二 准直器。 [0009]所述气体吸收室还包括固定管， 所述第一准直器和第二准直器设于固定管的两 端， 所述固定管 上开设有通 孔。 [0010]所述固定管为不锈钢材质， 长度为80～120mm， 内径为3mm ±0.1mm； 所述通孔设有 两个， 两个通 孔分别距离固定管的两端10～ 20mm， 孔径1～ 2mm。说　明　书 1/3 页 3 CN 114965289 A 3