光纤传感技术在气体检测方面的应用

介绍了气体传感器的主要特性与光纤传感技术在气体检测方面的应用,比较了几种光纤气体传感器的优缺点,设计了一种基于光谱吸收原理的新型开放式气体传感器,展望了光纤气体传感器的发展方向和广阔前景.     

用LED作光源的光纤乙炔气体传感器的研究

基于气体的近红外吸收机理,介绍了一种用LED作光源的光谱吸收型光纤乙炔气体传感器.该系统利用布拉格光纤光栅和压电陶瓷(PZT)的窄带滤波特性,对宽带光源LED进行波长调制,获得与乙炔气体吸收峰相对应的窄带反射出射光.利用谐波检测原理,获得探测器输出信号的二次谐波信号,以此二次谐波信号与光纤光栅透射光强的比值作为系统的输...     

光纤光栅式甲烷浓度差分检测系统研究

基于甲烷气体的近红外光谱吸收特性,研究了一种全光纤差分吸收式甲烷检测系统.分析了差分吸收检测的基本原理,建立了甲烷检测的数学模型.系统选用发光二极管(LED)作光源,用光纤布拉格光栅进行滤波实现差分吸收检测,并结合光源强度调制技术和锁相放大技术,消除了光路干扰和光源强度波动的影响,提高了测试灵敏度.最后给出了该甲烷气体浓度检测系统的实验结果.     

基于光子晶体光纤的气体传感系统设计与实现

从吸收光谱的测量原理出发,利用光子晶体光纤的空气孔增加光与物质的作用率,提高气体吸收灵敏度.提出一种基于光子晶体光纤的气体传感系统实验方案.实验中通过测量接收端的光功率,根据光功率与气体浓度的关系式推算出气体的相对浓度,实现气体检测.实验结果说明该实验方案提高了气体检测的灵敏度,可作为气体检测的一种有效方法.     

基于耦合技术的单色光谱吸收法检测甲烷气体浓度

针对电子检测装置在甲烷气体浓度检测时存在易燃易爆等安全隐患,本文提出了一种基于光纤耦合技术的单色光谱吸收法检测甲烷气体浓度的方案。给出了单色光源的选择依据,设计了基于光纤耦合技术的单色光谱吸收法检测装置,提出了应用Matlab对甲烷气体浓度与输出电压两组数据进行线性拟合。通过输出电压预测出甲烷气体浓度,并检测了预测值与真实值的误差。实验结果表明,将光纤耦合技术应用于单色光谱吸收法检测甲烷气体浓度,可以在无电力介入的情况下对甲烷气体浓度进行实时检测,误差不超过2%。     

光谱吸收光纤气体传感技术探讨

简述了光纤气体传感器的基本特性.介绍了几种光谱吸收光纤气体传感的方法.详细阐述了各种传感原理.分析了影响光谱吸收光纤气体传感精度的因素.     

基于光谱吸收原理光纤甲烷传感器实验分析与研究

光纤气体传感器是一种新型传感器,从光纤链路损耗实验、光源驱动和锁相放大电路输出波形实验、甲烷气体吸收实验等3个方面对甲烷气体传感器性能进行了分析和测试。实验结果表明基于光谱吸收原理的光纤甲烷传感器系统性能较为稳定,灵敏度较高,测量范围宽,重复性较好,因此该传感器适合于煤矿井下瓦斯检测,满足各种要求。     

可调谐LED光谱与积分球算法的乙炔检测研究

LED光源经过光纤光栅和压电陶瓷的波长调制,获得与乙炔气体吸收峰对应的窄带反射出射光,并射入装有一定乙炔体积分数气体的积分球内,由于乙炔气体对入射光的选择性吸收及积分球壁的衰减作用,光强减弱,利用积分球算法算出无乙炔气体下积分球的衰减率,进而求出由于气体吸收而衰减的光强差,最后计算出乙炔气体体积分数,为乙炔气体体积分数检测提供了一种新方法.实验表明,该检测方法准确度高,重复性好.     

基于光纤光栅的差分式甲烷气体传感系统研究

根据甲烷分子的光谱吸收特性,研究设计了一套基于差分吸收技术的光纤传感系统.系统以发光二极管(LED)为光源,折返式吸收池作为气室,利用光纤光栅的窄带滤波特性,用双光路实现了差分吸收检测.分析和实验表明,该系统具有可行性,可用于煤矿、天然气站等领域进行远距离气体含量的实时监测.     

新型光纤CO气体传感器的研究

基于CO气体近红外吸收的机理,研究了一种光谱吸收型光纤CO气体传感器。通过光纤光栅和压电陶瓷(PZT)对宽带光源LED进行波长调制,获得窄带反射出射光,检测其二次谐波,实现CO气体的较高灵敏度测量。利用二次谐波与光纤光栅透射光强的比值来消除光路干扰。建立了谐波检测的数学模型,给出了CO气体的测量结果。实验表明,该仪器的检测灵敏度可达到0.2×10-6。     

光谱吸收的煤矿瓦斯光纤传感气体分析

分析了气体光谱吸收基本原理,研究了一套光纤传感瓦斯系统,应用于某超化煤矿试验,并取得良好效果.指出基于光谱吸收的煤矿瓦斯光纤传感器,可用于对煤矿瓦斯气体进行大范围监测,也可在线连续监测井下瓦斯气体,其具有广阔的应用前景.     

基于FPGA的倏逝波型光纤气体检测研究

文章就光纤气体传感器的背景和发展进行了介绍,并且对倏逝波型的光纤气体检测原理进行了分析与研究.设计了一款基于FPGA的倏逝波型的光纤气体检测系统.通过模拟与实验,提高了检测灵敏度和响应时间,可进行多种气体检测.     

基于分布式光纤布里渊散射的油气管道应力监测研究

为了进一步提高油气管道的监测,提出了一种基于分布式光纤布里渊(Brillouin)散射的油气管道的应力监测方法,并对模拟性油气管道进行了实验研究。通过分析应变与布里渊频移之间的关系,研究了管道的形变,并且对如何布置光纤进行了研究。实验结果表明,布里渊散射光纤传感技术能够准确监测并识别管道的应力变化。在长为200m光纤中,应变分辨率达2με,空间定位分辨率达到0.5m。     

光纤气敏传感系统的研究

简述了光纤气体传感原理,详细说明气敏光纤传感器中传感单元结构的设计,并对汽油气体进行检测,达到预期效果.     

光纤气体传感网络的研究进展

光纤传感网络是一种重要的传感网络。将国内外现有光纤气体传感器网络的多址技术归纳为:频分多址、时分多址、波分多址和码分多址等四类。前两类受铌酸锂调制器的消光比及偏振相关性能的制约,且存在无法多点同时监测、系统损耗较大等缺陷。采用波分多址技术的网络,其损耗及监测点间串扰均较小,但受到待测气体吸收峰位置和强度等因素制约,且成本较高。采用光码分多址技术的传感网络,可同时检测位置与浓度信息。该网络采用环行器代替耦合器降低损耗,还可利用全光缓存技术数十倍增加气室有效长度。此类网络将成为气体传感网络发展的重要方向之一。     

基于平均滤波算法的光纤气体传感系统研究

数字平均滤波是信号处理中一种常用的方法。在小信号检测中,使用数字平均滤波可以获得较高的信噪比,提高检测的灵敏度。本文提出了一种利用光学器件来实现数字平均滤波的新方法,应用于基于差分吸收检测原理的窄带扫描光源光纤气体传感系统。系统的输出是一段连续的光谱,包含有被测乙炔气体的多个特征吸收峰。系统使用法珀标准具ETALON和参考光栅提供波长参考,完成对输出信号的光谱重建。对相同波长范围的信号进行平均滤波,使气体的相同特征吸收峰重合,提高检测的灵敏度。利用光谱重建,克服了可调谐Fabry-Perot滤波器驱动电压和透射波长不稳定因素的影响。实验结果表明,本系统可以方便有效地实现光谱意义上的数字平均滤波,检测到较低浓度的乙炔气体,比较适用于工业化气体检测系统。     

基于微环腔型光滤波器的新型气体传感器研究

基于微环腔型光学滤波是一项正在发展中的新型气体传感技术,在工业生产、环境保护和医学等领域具有广阔的应用前景.利用微环状波导腔构成气室的吸收光谱型气体传感器具有结构紧凑、波长选择性良好等优点.通过气体吸收光谱及微环腔特性的计算和分析,对基于微环腔型光滤波器的新型气体检测传感系统的设计进行了研究和探索,分析了微环尺寸与其谐振波长、自由光谱范围之间的关系.     

光纤化的气体传感技术

文中简要回顾了光纤气体传感技术近二十年的发展历程，对光纤气体传感的关键技术进行了分析，在此基础上提出对工业现场条件下的传感单元的研究，可调谐光源的研究以及复用技术的研究，可使光纤气体传感技术最终走向实用化。     

油气长输管道伴行光缆状态监测及断点精确定位技术综述

油气长输管道点多、线长,周边环境复杂,伴行光缆成为为数不多的能长距离实时监测管道外界入侵状况和信号传输的途径。但是,光缆部署时间长、地质变形等导致光纤断芯时有发生,严重影响管道安全生产,而现有光纤断点监测及精确定位技术尚不能满足生产要求。通过大量文献分析了光纤状态监测原理,总结了光纤振动监测及断点精确定位方法,指出了油气长输智慧管道伴行光纤状态监测及断点精确定位的发展方向。