基于諧波檢測(cè)的光纖傳感器對(duì)甲烷檢測(cè)的研究

【摘要】：本文研究一種甲烷光譜吸收型光纖氣體傳感器系統(tǒng)。該系統(tǒng)由光源、光子晶體光纖、氣室、光電探測(cè)器以及信號(hào)處理等環(huán)節(jié)組成。本系統(tǒng)在進(jìn)行甲烷氣體濃度檢測(cè)過程中安全系數(shù)很高,適合在煤礦井下作業(yè)。本系統(tǒng)對(duì)甲烷光譜吸收、微弱光信號(hào)的提取與處理、氣體測(cè)量精度的提高等技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)而深入的分析研究,可實(shí)現(xiàn)對(duì)微含量氣體的檢測(cè)分析和氣體含量的在線檢測(cè)。根據(jù)Lambert-Beer定律,光譜吸收強(qiáng)度與該氣體的濃度有關(guān)。通過測(cè)量甲烷組合頻帶的1.3μm波長吸收而產(chǎn)生的光強(qiáng)衰減來得到氣體濃度。為了保證系統(tǒng)檢測(cè)的較高分辨力,采用分布反饋式半導(dǎo)體激光器(DFBLD)作為光源,光與甲烷氣體發(fā)生相互作用,然后將攜帶有用信息的光信號(hào)傳輸?shù)絇IN光探測(cè)器轉(zhuǎn)換成電信號(hào),送入鎖相放大器。通過光源調(diào)制實(shí)現(xiàn)氣體濃度的諧波檢測(cè),然后對(duì)諧波分量進(jìn)行比較,最后通過A/D轉(zhuǎn)換經(jīng)計(jì)算機(jī)數(shù)字輸出。結(jié)果表明,傳感器的響應(yīng)值與甲烷氣體的濃度基本呈線性關(guān)系。 【作者單位】：承德石油高等?？茖W(xué)校 河北省儀器儀表工程技術(shù)研究中心 燕山大學(xué)
【關(guān)鍵詞】：光子晶體光纖 吸收光譜 分布反饋式半導(dǎo)體激光器 鎖相放大器 諧波檢測(cè)
【分類號(hào)】：TD712.55
【正文快照】： 1引言研制及時(shí)、準(zhǔn)確地對(duì)易燃、易爆、有毒有害氣體進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)和控制的傳感系統(tǒng)己成為當(dāng)前煤炭、石油、化工、電力、交通、航空航天及環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域墮待解決的問題。第8期增刊楊洋等:基于諧波檢測(cè)的光纖傳感器對(duì)甲烷檢測(cè)的研究基于光學(xué)原理的光纖氣體傳感器具有傳輸損耗小

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