棱鏡氣室在光纖甲烷檢測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

【摘要】：棱鏡氣室相較于傳統(tǒng)漸變折射率透鏡(GRIN)氣室在靈敏度調(diào)節(jié)性及抑制干涉噪聲方面優(yōu)勢(shì)明顯。基于比爾-朗伯(Beer-Lambert)定律在氣體弱吸收時(shí)的近似表述,以大氣環(huán)境為背景,利用背景扣除和諧波檢測(cè)技術(shù),實(shí)現(xiàn)了常壓下甲烷不同體積分?jǐn)?shù)水平(0~20%)的檢測(cè)。依據(jù)實(shí)測(cè)的甲烷在不同體積分?jǐn)?shù)時(shí)的直接吸收譜,結(jié)合現(xiàn)有分布反饋式激光二極管(DFB-LD)光源選擇2ν3帶的R5支(1648.212 nm)作為被測(cè)吸收峰。氣體配置過(guò)程中的在線(xiàn)實(shí)驗(yàn)表明系統(tǒng)示值與體積分?jǐn)?shù)變化間線(xiàn)性關(guān)系良好,而且系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性理想。該系統(tǒng)可根據(jù)不同現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的甲烷體積分?jǐn)?shù)水平,通過(guò)步進(jìn)電機(jī)調(diào)節(jié)氣室內(nèi)有效吸收光程,動(dòng)態(tài)調(diào)整系統(tǒng)靈敏度,可作為煤礦巷道或天然氣管道沿線(xiàn)的瓦斯監(jiān)測(cè)儀器。 【作者單位】： 燕山大學(xué)測(cè)試計(jì)量技術(shù)及儀器河北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;秦云科聯(lián)環(huán)境工程有限公司;
【關(guān)鍵詞】： 光纖光學(xué) 甲烷檢測(cè)系統(tǒng) 可調(diào)諧激光吸收光譜 諧波檢測(cè) 棱鏡氣室
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(60672015) 高等學(xué)校博士點(diǎn)基金(20050216006)資助課題
【分類(lèi)號(hào)】：TP274.4
【正文快照】： 1引言甲烷是礦井瓦斯和多種液體燃料的主要成分,也是造成溫室效應(yīng)的主要?dú)怏w。因此對(duì)甲烷體積分?jǐn)?shù)進(jìn)行準(zhǔn)確、快速實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)在礦業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境監(jiān)測(cè)中具有重要作用。結(jié)合長(zhǎng)距離光纖傳感與紅外譜吸收技術(shù)對(duì)甲烷進(jìn)行穩(wěn)定、精確的測(cè)量成為目前國(guó)內(nèi)外研究的主流[1~3]。其中,氣室的設(shè)

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