基于半導體激光器的光纖甲烷濃度傳感系統(tǒng)研究

【摘要】：利用甲烷氣體在倍頻2ν3帶較強吸收線R(4)支的波長為1650.96nm,基于氣體紅外特征光譜吸收原理,設(shè)計了一套多點實時監(jiān)測甲烷氣體濃度的光纖傳感器網(wǎng)絡(luò),并建立了諧波檢測的數(shù)學模型。該系統(tǒng)以1650nm波段的分布反饋式半導體激光器(DFBLD)作為光源,采用鎖定放大器SR830對微弱電信號進行處理。實驗表明,系統(tǒng)中單個傳感器的分辨率可達200×10-6,長時間的精確度和穩(wěn)定性均可滿足實際要求,單個傳感器的響應(yīng)時間小于2s。通過理論分析得出系統(tǒng)中各傳感器可放置于離地面20km以上的礦井中,且系統(tǒng)可在多場合進行多點的實時監(jiān)測。 【作者單位】： 中北大學電子測試技術(shù)國家重點實驗室;中北大學山西省光電信息與儀器工程技術(shù)研究中心;
【關(guān)鍵詞】： 光譜吸收 諧波檢測 空分復(fù)用 甲烷傳感器
【基金】：科技部國際科技合作重點基金資助項目(No.2006DFB72510) 山西省2006年留學回國人員重點科研基金資助項目(No.2006.9)
【分類號】：O433.1
【正文快照】： 煤礦瓦斯氣體的主要成分是甲烷。甲烷是一種易燃易爆氣體,它廣泛地存在于地質(zhì)煤層中,是各種地質(zhì)開采特別是煤炭開采中事故的隱患,檢測甲烷在各種場合的存在及含量是合理利用與規(guī)避各種事故的關(guān)鍵。目前在我國礦井下廣泛使用的甲烷檢測儀器仍采用無焰催化燃燒式傳感器,這類傳

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