1.一種實時校準(zhǔn)的高精度光纖光聲氣體傳感系統(tǒng),其特征在于,該高精度光纖光聲氣體傳感系統(tǒng)包括dfb激光器(1)、光開關(guān)(2)、單模光纖(3)、雙芯光纖(4)、參考池(5a)、探測池(5b)、探測光纖陶瓷插針(6a)、對比陶瓷插針(6b)、參考池擴散孔(7a)、探測池擴散孔(7b)、參考池透氣膜(8a)、探測池透氣膜(8b)、柔性聲波敏感膜片(9)、彈性橡膠薄膜(10)、寬譜光源(11)、光環(huán)形器(12)、光譜儀(13)和控制電路(14);
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度光纖光聲氣體傳感系統(tǒng),其特征在于,所述參考池(5a)和探測池(5b)內(nèi)部尺寸和結(jié)構(gòu)參數(shù)完全一致,參考池(5a)內(nèi)部充滿已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)待測氣體;參考池(5a)和探測池(5b)以柔性聲波敏感膜片(9)所在平面為對稱平面并分隔兩個氣腔,探測光纖陶瓷插針(6a)和對比陶瓷插針(6b),參考池擴散孔(7a)和探測池擴散孔(7b)均對稱安裝。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度光纖光聲氣體傳感系統(tǒng),其特征在于,所述柔性聲波敏感膜片(9)為圓形,周圍均被緊密固定,表面平整無褶皺無縫隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度光纖光聲氣體傳感系統(tǒng),其特征在于,所述的探測光纖陶瓷插針(6a)和對比陶瓷插針(6b)為同類型光纖陶瓷插針,中心正對柔性聲波敏感膜片(9)的圓心,且距離柔性聲波敏感膜片(9)的距離相同,距離范圍為0.15mm-1mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度光纖光聲氣體傳感系統(tǒng),其特征在于,所述控制電路(14)包含光譜采集、信號解調(diào)鎖相和dfb激光器驅(qū)動的功能,內(nèi)部編寫基于白光干涉的光譜相位解調(diào)算法。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度光纖光聲氣體傳感系統(tǒng),其特征在于,所述的寬譜光源(11)是近紅外寬帶光源,中心波長為1550nm,譜寬不小于40nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度光纖光聲氣體傳感系統(tǒng),其特征在于,所述的光譜儀(13)的波長范圍為1525-1570nm,幀速高于15khz。
8.一種實時校準(zhǔn)的高精度光纖光聲氣體傳感方法,其特征在于,激光通過光開關(guān)(2)分時入射到兩個結(jié)構(gòu)相同的參考池(5a)、探測池(5b),參考池(5a)、探測池(5b)中的一個通入標(biāo)準(zhǔn)氣體,另一個用于感測待測氣體濃度,并被一個柔性聲波敏感膜片(9)分隔;參考池(5a)、探測池(5b)上的參考池擴散孔(7a)、探測池擴散孔(7b)上對應(yīng)參考池透氣膜(8a)、探測池透氣膜(8b),且參考池的透氣膜5a上方被彈性橡膠薄膜(10)密封,當(dāng)環(huán)境溫度或壓強變化時,彈性橡膠薄膜(10)凸起或凹陷從而保證參考池(5a)和探測池(5b)內(nèi)部溫度和氣壓一致,使氣體檢測靈敏度相同;探測的光聲信號引起柔性聲波敏感膜片(9)振動,根據(jù)柔性聲波敏感膜片(9)與探測光纖陶瓷插針(6a)構(gòu)成的法布里-珀羅(f-p)腔長度的變化測量激發(fā)的光聲信號強度;當(dāng)激光入射到參考池(5a)中,檢測標(biāo)準(zhǔn)氣體光聲信號,對系統(tǒng)靈敏度預(yù)校準(zhǔn),當(dāng)激光入射到探測池(5b)中,檢測待測氣體激發(fā)的光聲信號并反演氣體濃度;具體步驟如下: