基于谐波检测的光纤传感器对甲烷检测的研究

【摘要】：本文研究一种甲烷光谱吸收型光纤气体传感器系统。该系统由光源、光子晶体光纤、气室、光电探测器以及信号处理等环节组成。本系统在进行甲烷气体浓度检测过程中安全系数很高,适合在煤矿井下作业。本系统对甲烷光谱吸收、微弱光信号的提取与处理、气体测量精度的提高等技术进行了系统而深入的分析研究,可实现对微含量气体的检测分析和气体含量的在线检测。根据Lambert-Beer定律,光谱吸收强度与该气体的浓度有关。通过测量甲烷组合频带的1.3μm波长吸收而产生的光强衰减来得到气体浓度。为了保证系统检测的较高分辨力,采用分布反馈式半导体激光器(DFBLD)作为光源,光与甲烷气体发生相互作用,然后将携带有用信息的光信号传输到PIN光探测器转换成电信号,送入锁相放大器。通过光源调制实现气体浓度的谐波检测,然后对谐波分量进行比较,最后通过A/D转换经计算机数字输出。结果表明,传感器的响应值与甲烷气体的浓度基本呈线性关系。 【作者单位】：承德石油高等专科学校 河北省仪器仪表工程技术研究中心 燕山大学
【关键词】：光子晶体光纤 吸收光谱 分布反馈式半导体激光器 锁相放大器 谐波检测
【分类号】：TD712.55
【正文快照】： 1引言研制及时、准确地对易燃、易爆、有毒有害气体进行监测预报和控制的传感系统己成为当前煤炭、石油、化工、电力、交通、航空航天及环境监测等领域堕待解决的问题。第8期增刊杨洋等:基于谐波检测的光纤传感器对甲烷检测的研究基于光学原理的光纤气体传感器具有传输损耗小

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