一种检测NO气体的光纤传感系统

建立了一套对 ＮＯ气体检测的光纤传感器系统,得到了ＮＯ气体对光的吸收谱和光波长为 ４００ｎｍ时不同气体体积分数的吸收特性,实验结果表明在一定条件下ＮＯ气体体积分数与系统的输出信号成线性关系。该系统的响应迅速,恢复时间短。     

甲烷气体检测系统的设计

甲烷是易燃易爆气体,是重要的工业原料和日常生活的燃气,同时也是温室效应最主要的气体之一,快速、实时检测甲烷的产生和泄漏及其体积分数具有十分重要的意义。将吸收式光纤传感技术、差分检测技术及计算机数据处理技术相结合,设计了时间双光路差分气体在线检测系统,可对气体体积分数进行实时在线连续检测。灵巧的波长切换机构,用低廉的LED作光源的时间双光路差分检测系统就可以实现甲烷气体的差分体积分数测量。以具有强大软件开发能力的V isual C++6.0为工具,基于用户界面设计出该监测系统的实时动态监控软件,实现了气体的实时在线检测。本系统的测量范围为0~25%,分辨力为50×10-6,并且测量灵敏度可调,最小灵敏度为142.35×10-6。     

有害气体检测的光纤传感技术发展

光纤气体传感器具有易于小型化、可遥测、灵敏度高、响应快等诸多优点.根据传感原理,概述了有害气体检测的光纤传感器,包括折射率变化型光纤气体传感器、倏逝波光纤气体传感器、表面等离子共振光纤气体传感器、光声光纤气体传感器、多孔光纤气体传感器,以及吸收型光纤气体传感器、荧光型光纤气体传感器、染料指示剂型光纤气体传感器.简要介绍了光纤气体传感器的发展.     

差分吸收式光纤气体传感器的研究

研究和讨论了一种易于实现的光谱吸收型光纤气体传感器。采用分布反馈式半导体激光器作为光源,通过光源调制实现气体体积分数的谐波检测,显著提高了检测的灵敏度。同时,采用差分结构,消除了激光器光强波动等共模噪声的影响。     

基于可调F-P腔的光纤气体传感器研究

设计了一种基于可调法布里—珀罗(F-P)腔的气体体积分数测量方案:引入标准光栅作为参考,解决了F-P腔选频特性受温度影响的难题;利用谐波检测的方法提高了测量的灵敏度;可以用于多种气体体积分数的检测;最后,利用乙炔气体进行了实验验证,取得了较好的效果。     

测量甲烷体积分数的高灵敏度光纤传感器研究

基于气体的红外吸收原理,研究了一种能在复杂环境下测量甲烷气体体积分数的新方法.这种方法可以有效地减小由于光源的不稳定、环境的变化而引起的测量误差.在这种测量方法中设计了一条参考测量光路,此参考测量光路和测量光路同时随环境的变化而变化,通过对待测量气体光路与参考气体测量光路作对比而得出较为准确的待测甲烷气体体积分数.     

基于可视传感阵列的NH_3快速检测方法

为实现环境中NH3污染物的快速、灵敏的检测,以卟啉及其衍生物和酸碱指示剂为敏感材料构建了一种6×6的可视传感阵列。用设计的可视传感阵列对4种不同体积分数NH3进行了检测,反应时间为2 min。实验结果显示:阵列对NH3的响应时间小于30 s,可以有效识别×10-9体积分数的NH3;对于不同体积分数的气体,其可视差图欧氏距离与体积分数存在线性关系,相关系数R2=0.996 2;SPSS聚类分析结果表明:阵列对4种不同体积分数NH3识别准确率达100%。本可视传感阵列可以快速、灵敏地检测NH3。     

分段幂函数模型在气敏检测器定量算法中的应用

针对传统半导体气敏检测器电阻直接定量算法误差大、适应性差的问题,利用半导体传感器电导率随气体体积分数变化而变化的特点,提出了新的电路模型。通过对其特性曲线进行深入分析,构建了检测电路输出信号与气体体积分数之间的分段幂函数模型。先通过对不同体积分数气体进行采样,将采样气体体积分数和电路输出信号进行分段幂函数模型拟合,然后用拟合参数去计算未知检测气体的体积分数。实验结果表明：提出的定量模型大大提高了定量分析的准确性,且定量误差不受传感器漂移的影响,具有很强的环境适用性,提高了微量可燃气检测的可靠性和精度。     

一种压缩待测气体增强气体传感的方法

针对普通气体传感器在低体积分数的气体检测中灵敏度低的问题,提出将待测气体进行压缩以增强气体传感器响应的方法,根据检测压缩后的气体响应的特征,间接得到普通状态下该气体的体积分数。设计了一种小型的样机系统来进行气体压缩和气体传感器检测,描述了系统各个模块的设计,给出了该系统的软件设计和控制流程。以H2S气体为检测对象进行了实验,分析结果表明:该方法提高了现有传感器检测低体积分数气体的能力,尤其是提高了对毒害气体的及时发现和预警防范能力。样机的试制也为该压缩传感系统的进一步小型化和提升检测性能提供了条件,具有较高的应用价值。     

差分吸收式光纤甲烷传感器的研究

研究和讨论了一种易于实现的光谱吸收型光纤甲烷传感器。利用差分吸收法消除光源不稳定及光电器件的热零点漂移、零点漂移对测量准确度的影响 ,同时介绍了光源及其工作波长的选定。大气和工业污染中的其他气体分子的体积分数也可用类似方法测量。     

基于可调谐激光光谱的气体传感系统的研究

为了准确快速的检测气体浓度,基于可调谐激光吸收光谱法,设计了一套气体传感系统.研制了带有光纤准直的透射式光学传感气室,采用半导体激光器作为光源,气体的吸收光谱信号由光电探测器接收,经锁相放大器检测出谐波信号,用二次谐波和一次谐波的比值来获得气体的浓度,消除了光强波动、粉尘及视窗污染的影响.实验表明,二次谐波和一次谐波的比值与气体浓度值之间的线性相关度可达0.9944,可以准确获得气体的浓度信息.     

新型光学谐振腔甲烷传感器的研究

基于甲烷气体光谱吸收的原理,设计了一种高精度双波长单光路检测甲烷气体体积分数的检测系统,该系统用多次再入射光学谐振腔作为甲烷气体吸收腔,入射光线在气体吸收腔内的多次反射增加了与甲烷气体发生吸收作用的光程长度,极大地提高了检测精度,而且由于光点的分散分布特性,使该系统又具有很好的散热性,不会引起热量的累积,有利于甲烷气体...     

基于恒温谐波检测双回路瓦斯浓度仪研究

针对传统气体传感器检测范围窄、易中毒、使用寿命短等缺陷,提出基于恒温谐波检测的双回路瓦斯浓度检测系统。通过ATMEGA16实现低浓度的电化学检测电路切换高浓度的红外吸收检测电路,恒温惠斯通电阻电桥检测电路可减少温度场对传感器性能影响;应用谐波检测原理消除红外光路干扰,稳定光源的输出功率,提高灵敏度。利用拉格朗日插值定理进行温度补偿,可消除温度漂移带来的瓦斯浓度二值性问题,并能在5.3%瓦斯浓度处实现高精度的瓦斯爆炸预警。实验结果表明：双回路检测仪具有高灵敏度、测量范围广、精度高等特点,可应用在突出灾害时瓦斯大量涌出检测中。     

Immobilization of antibodies in micropatterns for cell detection by optical diffraction

Optical diffraction at biochemically microstructured surfaces has been investigated for the label-free in situ detection of cells. The new sensor concept is based on regular arrays of covalently coupled antibodies, which selectively bind cells from solution. Due to the adsorption process, changes are imposed on the intensity distribution of the diffracted light, which can serve to quantify the amount of adsorbed cells. For the formation of such microstructures, different classical film preparation techniques were transferred to a mesoscopic scale by the use of microcontact printing (μCP). Alternatively, receptors were functionalized with thiol groups prior to the immobilization process and directly printed onto the gold surface. Compared to imprinting of non-functionalized proteins on gold, a better replication of the micropatterns could be obtained. Additionally, a significantly lower amount of defects was observed than for the classical coupling techniques. Using such microstructures, first experiments on the detection of Escherichia coli bacteria were performed. Diffraction patterns have been observed for concentrations equal or higher than 10⁶ cells/ml. In time dependent experiments, diffraction spots occurred after 30 – 90 min or 10 – 20 min, depending on whether non-specific cell adsorption or specific binding to anti-E. coli IgG was studied. A first quantitative analysis of the diffraction patterns shows that the total amount of diffracted light increases with increasing incubation time.     

光纤环路光腔循环衰荡多组分气体浓度在线测量系统的研究

根据Beer-Lambert定律,设计和构造了一种新型的光纤环路光腔循环衰荡多组分气体浓度在线测量系统,并对设计过程中各参数之间的关系进行了具体的分析与研究,得出了七种特定峰值波长的光分别在对应浓度为100cm3/m3的七种气体中的衰荡时间,比较了不同浓度同种气体对光的吸收特性,研究了光的衰荡时间、环路损耗与气体对光的吸收系数和气体浓度的关系,为实现高精度的气体浓度在线测量提供了重要的依据。     

光纤CO气体检测系统的研究

基于CO气体的光谱吸收特性,设计了一种带有参比气室的光纤CO气体在线实时检测系统。采用双波长差分检测技术,有效消除了由光源、光纤和探测器的不稳定所引起的检测误差,提高了检测灵敏度。给出了该光纤CO气体检测系统的实验结果,结果表明：该传感器结构简单、外形尺寸小、性能稳定、抗干扰能力强,具有广阔的应用前景。     

基于相关光谱的差分甲烷检测方法

提出了一种基于相关光谱法的单波长差分吸收技术的甲烷检测方案,在传统相关光谱法和差分吸收技术的检测理论的基础上,综合两者的优点提出了一种新的实现方案。合理的选择实验器材,构建了一个新的光纤甲烷检测系统;该系统不仅消除了待测气体中干扰气体引起的光强波动,而且也消除了周围环境的影响和光源光谱波动引起的干扰。实验证明设计的系统具有很好的重复性和稳定性。     

光纤光栅调制式光纤甲烷气体传感器的研究

介绍一种检测甲烷气体的全光纤传感方法。基于甲烷气体的近红外吸收光谱，采用LED宽带光源，通过光纤光栅和压电陶瓷(PZT)对其进行波长调制，获得窄带出射光，检测二次谐波，实现甲烷气体浓度的较高灵敏度测量。     

红外甲烷传感器直射式气室设计

针对采用反射式气室的红外甲烷传感器测量误差较大的问题,基于红外光谱吸收原理,利用非分光探测技术设计了一种新型直射式气室。该气室采用硅半导体片状红外光源、双通道红外探测器及一定长度的气室中腔,选用GaF2作为光源及探测器的视窗材料,搭配外部电路实现对CH4体积分数的监测。0～2.5%CH4体积分数范围内的测试结果表明,采用直射式气室的红外甲烷传感器最大测量误差仅为±0.05%。     

光纤乙炔气体检测系统的研究

基于乙炔气体的光谱吸收特性,提出了一种带有参考通道的光纤乙炔气体在线实时检测系统。为了消除被测气体以外的其它随机因素的影响,在设计过程中采用了双光源、双光路、双气室结构。论述了运用双波长补偿法来克服系统中存在的光路扰动、解决系统不稳定问题、提高测量准确度的原理。给出了该光纤乙炔气体测量系统的实验结果。