光纖甲烷傳感技術(shù)研究

【摘要】： 甲烷是工礦瓦斯氣體的主要成分，實(shí)現(xiàn)甲烷氣體濃度的可靠、高效、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)礦井安全生產(chǎn)以及環(huán)境保護(hù)有極其重要的意義。光纖氣體傳感器集靈敏度高、頻帶寬、抗干擾和惡劣環(huán)境能力強(qiáng)、易小型化等優(yōu)點(diǎn)于一身，具有其它氣體傳感器無(wú)可比擬的優(yōu)越性，倍受國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)注。 本文基于氣體光譜吸收技術(shù)，進(jìn)行光纖甲烷濃度檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)研究，完成了光源、檢測(cè)電路、氣室和探頭的研制工作。在國(guó)內(nèi)首次使用1665nm的窄帶DFB激光器作為探測(cè)光源，使用鎖相放大技術(shù)作為信號(hào)檢測(cè)方法，對(duì)甲烷氣體在1665nm波段的吸收特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，測(cè)得實(shí)驗(yàn)室條件下高濃度甲烷氣體的吸收系數(shù)；通過擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)和穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的性能進(jìn)行了分析，結(jié)果表明系統(tǒng)的理論可探測(cè)甲烷氣體最低濃度為1.6％，靈敏度和分辨率分別為0.0075uW／ppm和66ppm，系統(tǒng)重復(fù)性和穩(wěn)定性良好。 【關(guān)鍵詞】：甲烷 光纖氣體傳感器 窄帶DFB激光器 鎖相放大技術(shù)
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：TN253
【目錄】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 引言9
• 1.2 氣體傳感器概述9-13
• 1.3 吸收光譜型光纖氣體傳感器國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 本文的主要工作14-15
• 第二章 光譜吸收式光纖氣體傳感器測(cè)量原理15-25
• 2.1 光譜吸收法原理15
• 2.2 氣體分子的光譜選擇吸收理論15-17
• 2.2.1 多原子分子光譜理論15-16
• 2.2.2 基頻、諧頻及泛頻光譜16-17
• 2.3 甲烷氣體光譜特征吸收線17-20
• 2.3.1 氣體分子的典型吸收線17-19
• 2.3.2 甲烷氣體特征吸收譜線的選擇19-20
• 2.4 微弱信號(hào)檢測(cè)技術(shù)20-24
• 2.4.1 差分吸收法20-21
• 2.4.2 光源調(diào)制技術(shù)21-23
• 2.4.3 鎖相放大技術(shù)23-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第三章 檢測(cè)甲烷濃度實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)25-37
• 3.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)25-26
• 3.2 探測(cè)系統(tǒng)的光源26-33
• 3.2.1 探測(cè)光源的研制26-31
• 3.2.2 SLD寬帶光源31-33
• 3.3 氣室與傳感探頭的研制33-34
• 3.4 信號(hào)檢測(cè)部分的研制34-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 第四章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及系統(tǒng)性能分析37-51
• 4.1 DFB激光器測(cè)試結(jié)果37-40
• 4.1.1 激光器直流P-I曲線測(cè)試37-38
• 4.1.2 激光器交流調(diào)制測(cè)試38-39
• 4.1.3 激光器溫度控制部分測(cè)試39
• 4.1.4 光源噪聲分析39-40
• 4.2 寬帶光源實(shí)驗(yàn)結(jié)果40-43
• 4.3 光纖鏈路損耗測(cè)試43
• 4.4 吸收系數(shù)的測(cè)量43-48
• 4.4.1 直流光測(cè)量43-45
• 4.4.2 脈沖光測(cè)量45-48
• 4.5 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的性能分析48-50
• 4.5.1 靈敏度48-49
• 4.5.2 分辨率49
• 4.5.3 其他性能49-50
• 4.6 本章小節(jié)50-51
• 第五章 結(jié)論51-52
• 參考文獻(xiàn)52-55
• 作者簡(jiǎn)歷55-57
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集57

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光譜吸收式光纖氣體檢測(cè)理論及技術(shù)研究    張可可

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光纖光柵式甲烷濃度差分檢測(cè)系統(tǒng)研究    管立君;張景超;褚衍平;劉宇蕾;

光纖氣體傳感網(wǎng)絡(luò)的研究進(jìn)展    余貺琭;吳重慶;郭旋;王智;王擁軍;

激光干涉儀光電檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)    劉日龍;殷德奎;

用于CO傳感的空芯帶隙型光子晶體光纖的研究    唐婭荔;楊伯君;

基于MEMS可編程光柵檢測(cè)甲烷的研究    呂振;董璞;

基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器的甲烷氣體監(jiān)測(cè)技術(shù)    韋云波;印新達(dá);江山;董雷;

基于全光緩存器的光纖傳感甲烷多點(diǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)    余貺琭;吳重慶;王智;劉銳;王俏;

光纖光柵調(diào)制式光纖甲烷氣體傳感器的研究    王玉田,劉瑾,楊海馬

微型可編程光柵光譜模擬特性及其應(yīng)用研究    安飛;苑偉政;喬大勇;秦沖;

光纖瓦斯傳感器    王允韜;蔡海文;耿建新;方祖捷;

近紅外吸收光譜技術(shù)在煉鋼氣體檢測(cè)中的應(yīng)用    林鍵;朱力生;浦辰雨;

采用穩(wěn)頻DFBLD光源的光譜吸收式甲烷光纖檢測(cè)系統(tǒng)研究    王書濤;

礦井瓦斯?jié)舛裙饫w檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)    張記龍;閻鶴;王志斌;李曉;田二明;劉智超;

一種鎖定放大電路在離心噴嘴脈動(dòng)流量測(cè)量中的應(yīng)用    張利彬;楊立軍;富慶飛;

鎖定放大器在相位激光測(cè)距儀中的應(yīng)用    葉宋陽(yáng);石成英;

基于DFB LD的光纖甲烷濃度傳感系統(tǒng)研究    王鵬;張記龍;王志斌;李曉;田二明;閻鶴;

透射式光纖甲烷氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究    孟宗;

吸收式光纖乙炔氣體傳感器的研究    孟宗;

基于諧波檢測(cè)的光纖傳感器對(duì)甲烷檢測(cè)的研究    楊洋;黃亮;王書濤;

瞄準(zhǔn)具傳光能力評(píng)價(jià)及測(cè)試方法的研究    蘇成志

基于吸收光譜法的光纖氣體傳感器及傳感網(wǎng)絡(luò)    余貺琭

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基于光譜吸收光纖甲烷氣體傳感系統(tǒng)的研究    郭增軍

紅外焦平面陣列實(shí)時(shí)非均勻性校正研究    代少升

光纖光學(xué)式甲烷氣體傳感器的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究    張景超

長(zhǎng)距離HF射頻識(shí)別關(guān)鍵技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)    陳鵬

大氣監(jiān)測(cè)光纖氣體傳感器的研究    肖韶榮

在線式瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)    陳洋

智能瓦斯傳感器的研制    滕景忠

折射率調(diào)制光纖氣體傳感系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究    賈林濤

基于紅外吸收型CO_2濃度分析儀設(shè)計(jì)    王曉東

數(shù)字化光纖氣體檢測(cè)系統(tǒng)方案研究    楊蕊

近紅外光纖甲烷氣體檢測(cè)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    石建中

WCDMA-RNC告警相關(guān)性研究    張玉玲

基于MPSO-RBF預(yù)測(cè)控制的瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)研究    趙丹

便攜式甲烷氣體檢測(cè)儀    劉飛

基于光譜吸收法的乙烯氣體濃度檢測(cè)系統(tǒng)研究    楊雪玲

波長(zhǎng)(頻率)可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器    齊麗云,石家緯,高鼎三

CH_4氣體光纖傳感器的研究    葉險(xiǎn)峰,湯偉中

大功率半導(dǎo)體激光器驅(qū)動(dòng)器的研究與設(shè)計(jì)    鄧軍,單江東,張娜,田小建

光譜吸收光纖氣體傳感技術(shù)探討    鄧廣福;劉光達(dá);田磊;孟磊;朱平;

硅壓阻輸出微傳感器的1/f噪聲    于曉梅,江興流,J.Thaysen,O.Hansen,A.Boisen

紅外光纖甲烷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)    張明珠

光干涉式甲烷濃度檢測(cè)系統(tǒng)的研制    王子江,潘云,葉向榮,夏益民

吸收式光纖甲烷氣體傳感器的研究    王玉田,郭廷榮,王莉田,侯培國(guó)

透射式光纖甲烷氣體傳感器的研究    王玉田,郭增軍,王莉田,侯培國(guó)

基于微懸臂梁的生化傳感器    曾磊,周嘉,黃維寧,黃宜平

垂直腔面發(fā)射激光器的研制及其特性分析    晏長(zhǎng)嶺

基于光譜吸收光纖甲烷氣體傳感系統(tǒng)的研究    郭增軍

甲烷氣體分子高靈敏高分辨吸收光譜的理論與實(shí)驗(yàn)研究    馬維光

光纖光學(xué)式甲烷氣體傳感器的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究    張景超

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甲烷與一氧化碳濃度光學(xué)檢測(cè)    曲藝

基于光譜吸收的光纖式有害氣體測(cè)量技術(shù)的研究    王艷菊

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光纖CO氣體傳感器的理論建模及設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)    撒繼銘

基于光譜吸收的瓦斯檢測(cè)技術(shù)及實(shí)驗(yàn)研究    吳希軍

數(shù)字化光纖氣體檢測(cè)系統(tǒng)方案研究    楊蕊

近紅外光纖甲烷氣體檢測(cè)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    石建中

氣體檢測(cè)系統(tǒng)中穩(wěn)定LD工作的關(guān)鍵技術(shù)研究    賀俊博

實(shí)用太赫光譜儀信號(hào)鎖相放大新技術(shù)研究    曲秋紅

光譜吸收式光纖甲烷氣體傳感器的研究    郭廷榮

自制數(shù)字鎖頻紫外-可見吸收譜儀及應(yīng)用    芮祥新

光譜吸收式光纖甲烷氣體傳感系統(tǒng)的研究    劉瑾

利用LED檢測(cè)甲烷濃度的實(shí)驗(yàn)研究    孫曉峰

光纖氣體傳感器的研究    冉昌艷

基于諧波檢測(cè)技術(shù)的光譜吸收光纖乙炔氣體傳感器的研究    王久龍

基于光譜吸收的甲烷氣體光纖傳感器    金永君;艾延寶;任常愚;鄧慧;

光譜吸收式光纖氣體檢測(cè)理論及技術(shù)研究    張可可

雙波長(zhǎng)光纖甲烷傳感系統(tǒng)的研究    張海慶

吸收型光纖CO氣體傳感器信號(hào)處理技術(shù)的研究    胡丹

光纖甲烷氣體傳感研究    林江

CH_4氣體光纖傳感器的研究    葉險(xiǎn)峰,湯偉中

一種先進(jìn)的N分?jǐn)?shù)鎖相環(huán)頻率合成器    何強(qiáng)

拉曼光譜學(xué)用于監(jiān)測(cè)變壓器油中的甲烷氣體的研究    劉,黃尚廉,陳偉民,黎學(xué)明,張玉奇

光纖氣體傳感器的研究    閻衛(wèi)平,劉文琦,牛德芳,湯素芬

透射式光纖甲烷氣體傳感器的研究    王玉田,郭增軍,王莉田,侯培國(guó)

吸收式環(huán)境氣體光纖傳感器    王莉田，史錦珊，王玉田

瓦斯傳感器穩(wěn)態(tài)工作方程與線性補(bǔ)償模擬    劉建周,王永志,馮業(yè)銘,魏賢勇

高性能虛擬數(shù)字示波器的研究    侯培國(guó),王玉田,王莉田,王杰,郭增軍

光纖氣體傳感器的研究    王玉田,王莉田,鄭龍江,侯陪國(guó)

Σ-△調(diào)制頻率合成器    鐘景華 ,郭學(xué)雷

基于光譜吸收光纖甲烷氣體傳感系統(tǒng)的研究    郭增軍

光譜吸收式光纖甲烷氣體傳感器的研究    郭廷榮

光譜吸收式變壓器油中乙炔氣體濃度測(cè)量?jī)x的研究    孟宗

甲烷爆發(fā)    

冰川消融過程中氣候驅(qū)動(dòng)海底沉積物排放烴    李娜;段立君;紀(jì)常杰;

激光遙感探測(cè)甲烷氣體最低接收功率需求研究    李霖峰;尹王保;

我國(guó)深海海底甲烷原位探測(cè)技術(shù)取得突破    

生物能的利用    姜子鋼;李士春;胡太山;劉平;

甲烷氣體傳感器的性能研究    鐘仕科,付繼武

南海北部油氣化探研究——以甲烷濃度為例    王慶光;徐瑞松;王潔;陳彧;

光纖氣體傳感器的研究    馮錫鈺,孫怡,魏東興

環(huán)境監(jiān)測(cè)與光纖氣體傳感器    王玉田,孟宗,劉衛(wèi)東

對(duì)甲烷氣體的檢測(cè)及譜分析    高梅;李春祎;馬智浩;

采用新型相關(guān)光譜法的光纖氣體傳感器    董小鵬;付松年;游佰強(qiáng);

采用穩(wěn)頻DFBLD光源的光譜吸收式甲烷光纖檢測(cè)系統(tǒng)研究    王書濤;

礦井瓦斯?jié)舛裙饫w檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)    張記龍;閻鶴;王志斌;李曉;田二明;劉智超;

基于近紅外吸收原理的光纖CO_2氣體傳感器的研究    王玉田;陳蕾蕾;吳希軍;張海峰;

基于諧波檢測(cè)的光纖傳感器對(duì)甲烷檢測(cè)的研究    楊洋;黃亮;王書濤;

CH_4產(chǎn)量與奶牛業(yè)常用飼草營(yíng)養(yǎng)參數(shù)的相關(guān)性研究    劉樹軍;李向林;何峰;萬(wàn)里強(qiáng);陳瑋瑋;伊亞莉;

紅外光譜檢測(cè)技術(shù)在煤層氣氣測(cè)錄井中的應(yīng)用    梁海波;徐興安;

火星大氣甲烷特征輻射斷層掃描立體成像探測(cè)器    趙華;王勁東;周斌;程炳君;馮永勇;陶然;

火星大氣甲烷特征輻射斷層掃描立體成像探測(cè)器研制可行性分析    程炳鈞;趙華;

JCB-C68A型多功能甲烷檢測(cè)報(bào)警儀的研制    劉剛?cè)A;高莊礦;卞廣清;

火星表層甲烷氣體變化異常    華凌

加大回收利用甲烷氣體力度    記者 王潔

埋藏二氧化碳    本報(bào)記者 楊貴蘭

歐美發(fā)現(xiàn)目前火星生命重要證據(jù)    王俊鳴

讓城市不再為垃圾困擾    本報(bào)記者 朱衛(wèi)衛(wèi)

黑海深處發(fā)現(xiàn)水化甲烷    記者 劉鋼

把二氧化碳埋起來(lái)    楊貴蘭

美興建最貴學(xué)校遭質(zhì)疑    本報(bào)記者 唐見端

換一種方式發(fā)電    欣華

城市垃圾衛(wèi)生填埋的困境與出路    劉丹 李啟彬

基于光譜吸收光纖甲烷氣體傳感系統(tǒng)的研究    郭增軍

光纖CO氣體傳感器的理論建模及設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)    撒繼銘

光纖光學(xué)式甲烷氣體傳感器的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究    張景超

基于光譜吸收的光纖式有害氣體測(cè)量技術(shù)的研究    王艷菊

變壓器在線監(jiān)測(cè)與故障診斷新技術(shù)的研究    楊廷方

基于橫向剪切干涉系統(tǒng)的甲烷氣體濃度檢測(cè)的研究    張學(xué)鋒

基于吸收光譜法的光纖氣體傳感器及傳感網(wǎng)絡(luò)    余貺琭

甲烷與一氧化碳濃度光學(xué)檢測(cè)    曲藝

新型光子晶體光纖氣體傳感器研究    景磊

水解酸化-UNITANK-BAF工藝處理制藥廢水的研究    郎咸明

光纖甲烷傳感技術(shù)研究    劉曉冬

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基于Fabry-Perot腔的光纖氣體傳感器研究    曹彥鵬

基于近紅外吸收原理的甲烷濃度檢測(cè)研究    管立君

甲烷氣體監(jiān)測(cè)的可調(diào)諧多模二極管激光光譜技術(shù)研究    高強(qiáng)

基于光譜吸收原理的光纖甲烷氣體檢測(cè)研究    梁芳

便攜式甲烷氣體檢測(cè)儀    劉飛

煤礦安全檢測(cè)系統(tǒng)中甲烷氣體檢測(cè)儀的研制    徐珍

光纖甲烷氣體濃度檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    柴航

光纖氣體傳感器的研究    王娜娜