[0026] 以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
[0027] 须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
[0028] 请参阅图1，本发明提供一种气体检测设备包括：第一气室12、第一光纤13、第二气室14、光电转换单元15、和检测单元16。
[0029] 所述第一气室12和第二气室14均为密封气室。其中，所述第一气室12上设有充气装置，所述第二气室14上设有抽气装置。在所述第一气室12内设有：光源11。所述第一光纤13的两端分别位于各气室中。所述第一光纤13具有孔隙。例如，所述第一光纤13为光子晶体光纤。
[0030] 当所述充气装置和抽气装置同时被启动时，充气装置向第一气室12充入外部环境的气体(即为待测气体)，抽气装置将第二气室14抽为真空，两个气室的压强差使得第一光纤13的孔隙中充满所述气体。
[0031] 在此，所述充气装置包括：受控阀门和充气气泵。所述抽气装置包括：受控阀门和抽气气泵。(均未予图示)
[0032] 为了确保充气装置和抽气装置同时启动，所述气体检测设备还包括：控制单元。
[0033] 所述控制单元与所述充气装置和抽气装置相连，用于指示所述充气装置充气、和指示所述抽气装置抽气。
[0034] 具体地，所述控制单元可与充气装置和抽气装置的受控阀门相连。每个受控阀门连接各自的充气气泵、或抽气气泵。当所述控制单元输出控制阀门打开的控制信号时，各受控阀门启动相应的充气气泵和抽气气泵。如此，所述第一气室12和第二气室14分别被充气和抽气，实现了第一光纤13受气压差影响而充满待测气体。
[0035] 所述光源11位于所述第一光纤13的一端，并向所述第一光纤13内投射中心波长为1550nm的光，由于所述第一光纤13内充满待测气体，光进入所述第一光纤13后会受待测气体影响而衰减。位于所述第一光纤13另一端的光电转换单元15接收衰减后的光信号，并将其转换成电信号。
[0036] 为了准确后续检测的准确性，所述光电转换单元15与所述第一光纤13的端口需正对。同时，为了防止第一光纤13与光电转换单元15的连接导致第一光纤13内无法充满待测气体，所述第一光纤13与光电转换单元15之间有缝隙的衔接。
[0037] 具体地，所述光电转换单元15包括：与所述第一光纤13端部相隔预设间隙的第二光纤，可调谐滤波器，和光电转换器。其中，所述第二光纤举例为SMF光纤。
[0038] 所述可调谐滤波器用于将所述第二光纤所接收的光信号进行滤波。滤波后的光信号在预设的窄带宽范围内，所述可调谐滤波器将所输出的光信号传递给光电转换器。
[0039] 所述光电转换器包括：偏置电源电路和光电转换电路。
[0040] 如图2所示，所述偏置电源电路包括：包含SHDN管脚和FB管脚的DC-DC转换芯片、与所述SHDN管脚和FB管脚相连的稳压电路。
[0041] 在此，所述稳压电路包括：与所述SHDN管脚相连的电容C3，与所述电容C3串联的二极管D3，所述二极管D3通过电容C4接地，与所述二极管D3的输出端相连的分压组件；以及，连接在所述DC-DC转换芯片的VCC管脚和地线之间的电容C1，串联的电感L1、二极管D1和电容C2并接在所述电容C1的两端，所述二极管D1的输出端和二极管D3的输入端之间还设有二极管D2。所述偏置电源电路的输出端从所述分压组件引出。
[0042] 其中，所述分压组件包括：串联在二极管D3输出端和地线之间的电阻R2、R3，与所述电阻R2和R3并联的、LC串联电路(电感L2和电容C5)。所述偏置电源电路的输出端为电感L2和电容C5的连接处。
[0043] 如图3所示，所述光电转换电路包括：与所述偏置电源电路的输出端连接所述雪崩二极管、负输入端连接所述雪崩二极管的放大器，所述放大器的正输入端接地，所述放大器的负输入端和输出端之间连接有反馈RC电路。在此，所述雪崩二极管接收所述可调谐滤波器所输出的光信号。
[0044] 所述检测单元16与所述光电转换电路的输出端(即所述放大器的输出端)相连，用于检测所述电信号的变化，并基于所检测的电信号变化确定所述气体中所包含的成分和相应的浓度。
[0045] 在此，所述检测单元16对所接收的电信号进行采样，以得到数字化的电压数据，并将所接收的电压数据组送入预设的气体检测模型，得到相应的气体成分和各成分所对应的浓度。其中，所述气体检测模型可通过预先的线下学习而得到。
[0046] 优选地，为了减少线下学习所花费的时间和数据样本，所述检测单元16用于将所接收电信号的电压变化曲线与预设的各类气体所对应的电压变化表进行匹配，并根据匹配结果确定所述变化表中所对应的气体成分和相应的浓度。
[0047] 具体地，所述检测单元16预先保存有各气体成分-浓度-电压表，所述检测单元16将所接收的电信号转换成数字化的电压数据后，将由各电压数据描绘的变化曲线中的特征点所对应的电压值与所保存的各气体成分-浓度-电压表进行匹配，若匹配成功，则确定相应的气体成分和浓度。
[0048] 例如，所述检测单元16预先保存有在空气中混杂不同待测气体成分和浓度稳定情况下，随时间推移的电压变化过程中的特征点所对应的电压值的表，其中，所述特征点包括但不限于：电压变化曲线中波峰、波谷的电压值等。所述检测单元16从按照时序接收的各电压数据所构成的的变化曲线中提取与表中对应的特征点处的电压值，并将所提取的各电压值与表中的各气体所对应的电压值进行比对，若超过预设阈值数量的电压值均在预设误差范围内，则认定匹配成功，并得到待测气体中的气体成分和相应浓度。
[0049] 综上所述，本发明的气体检测设备利用充满待测气体的光纤所传递的光信号的衰减情况赖建策待测气体中的成分和浓度，能够无需进行化学实验，快速的对环境空气进行检测；另外，采用对第一气室进行充气、对第二气室进行抽气，使得两个气室产生气压差，并令第一光纤内充满气体，由此来测试光纤在待测气体环境下的光衰减变化，如此增强了光信号衰减与气体的关联性；还有，采用可调谐滤波器能够滤除光信号中受光纤干扰而产生的噪声波，提高检测准确性；此外，采用雪崩二极管及其偏置电源电路，实现高灵敏度的光电转换。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0050] 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
