基于LabVIEW的光纤甲烷气体检测系统研究

基于比尔-朗伯(Beer-Lambert,B-L)定律研究了光谱吸收式光纤甲烷气体检测技术,采用谐波检测方法研究空芯光子光纤的甲烷气体检测技术提高精确度和灵敏度,并对检测过程中的温度、驱动电流因素进行优化。设计多间隙耦合空芯光子光纤气室进行空芯光子光纤的甲烷检测,提高了系统检测的灵敏度。利用LabVIEW软件进行虚拟仪器设计,进行甲烷浓度波形显示,构建基于LabVIEW的虚拟仪器的数据采集系统。实验结果表明甲烷浓度与检测信号呈现出良好的线性关系。     

利用光纤甲烷气体传感器实现井下气体的分布式测量

光纤气体传感器是一种新型传感器,通过研究,提出一种基于谐波检测的高灵敏度光谱吸收型光纤甲烷气体传感器。系统光源为DFBLD,利用二次谐波与一次谐波的比值来消除由光源的不稳定和变化所引起的检测误差。采用时分复用技术,实现对井下气体的分布式检测。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,适合于检测煤矿井下瓦斯含量的分布式测量。     

可调灵敏度的新型光纤光学甲烷检测系统

应用取样光纤光栅和棱镜气室,构建了灵敏度可调的光纤甲烷检测系统,可实现对甲烷气体等距分布的多条吸收线的同时测量.利用背景扣除和比值处理技术,实现了常压下甲烷不同体积分数的检测.气体配置过程的在线实验表明,系统示值与体积分数变化间线性关系良好.     

透射式光纤甲烷气体监测系统的研究

基于甲烷气体的光谱吸收特性,采用一种带有参考通道的光纤甲烷气体在线实时监测系统.为了消除随机因素的影响,在设计过程中采用了双光路结构解决系统不稳定问题,提高测量准确度.给出了该光纤甲烷气体测量系统的实验结果.     

甲烷多通道远程无源光纤传感检测系统

基于气体在吸收峰波长下对光的吸收随浓度变化的原理,研制了一种多通道.多点测量远程无源光纤传感甲烷检测系统,根据甲烷的吸收峰对应的波长选择分布反馈式半导体激光器作为光源.远程无源传感保证了传感探头现场的安全性,能应用于传统传感器不能应用的场合.经实际检测应用表明,该系统具有很高的精度和稳定性.     

分时差分式光纤甲烷气体检测仪的研制

基于甲烷气体的吸收光谱特性，研制了一种用低廉LED作光源的新型分时差分式光纤甲烷气体检测仪。光源LED自动实行交替斩波，波长切换机构的灵巧设计可以用单光路实现差分吸收浓度检测，消除了双光路的差异。理论和实验表明，该结构既可以简化设计，又可有效抑制信号检测与传输中的同性干扰。     

基于波长调制技术的甲烷气体浓度检测的研究

与谐波检测相结合的波长调制技术是目前检测有害气体的主要方法。主要是用实验的方法找到了甲烷气体在1 650 nm附近的一根吸收线,然后采用正弦信号对激光器的驱动进行了调制,实现了甲烷气体浓度的谐波检测。用锁相放大器RS830来提取二次谐波,然后根据锁相放大器的原理,用LabVIEW软件实现了锁相放大器的设计,来提取一次谐波信号,节约了成本。由气体吸收室中的GRIN透镜引起的标准具效应是影响检测灵敏度的主要原因,最后对该噪声和其他可能的影响进行了分析。     

光纤甲烷气体传感器的研究

】介绍了一种新型透射式光纤甲烷传感器。在不存在透射膜时,由于甲烷对光吸收系数较小,吸收长度较短,光强的变化不够明显。通过研究制备一种纳米级多孔透射膜,大大增强了甲烷气体对光线的吸收。     

差分吸收式甲烷气体传感系统的研究

为了补偿甲烷传感系统的非传感因素引起的误差，设计了基于差分吸收技术的光纤传感系统。系统以廉价的1.33μm波段的LED为光源，利用旋转双波长滤光片进行波长切换，用单光路实现差分吸收检测，完全消除了双光路系统中双光路的差异和双光电探测器件的漂移等引起的误差。理论和实验证明，这些措施有效地提高了系统的灵敏度和稳定性。     

便携式甲烷浓度红外探测器的设计与实现

针对已有检测设备体积大、成本高、要常校准、携带不便的缺陷,设计了便携式甲烷浓度红外探测器。利用甲烷气体在3．3μm波长处对红外光有很大吸收峰这一特性,选用C8051F040单片机对探测器探测的甲烷吸收前后红外光信号进行数据采集、处理和浓度显示,并在超过浓度上限启动声光报警。整个系统体积小、成本低、不需校准、容易操作,能够方便地对甲烷浓度进行检测,是一种实用的设计方案。     

浮筒式光纤液位传感器的研究

本文介绍了一种适合于易燃易爆液体贮罐的光纤液位测试系统,与压力型光纤液位传感器相比,该系统在实现了现场全光无电在线检测的同时,其输出信号与光强度变化无关,具有很好的稳定性和抗干扰能力。     

基于TDLAS烟道气在线检测系统的降噪技术

可调谐激光光谱（TDLAS）技术利用激光管的波长扫描实现痕量气体吸收曲线的二次谐波检测,具有响应时间短、检测灵敏度高、精度高等优点。但实际应用条件分析结果表明,烟道气在线检测中存在外界环境和系统本身引入的噪声。为了实现TDLAS检测方法的高精度、高灵敏度等优势,本文提出在检测系统中加入温度反馈,以减少高温环境带来的干扰,设计并采用双光路扣除背景,消除颗粒物及背景吸收干扰以及采用对激光管驱动电流进行高频调制来抑制系统噪声等3条主要的降噪途径。理论分析表明,这些措施可以降低环境干扰及系统噪声影响,有效提高检测精度。     

Improved low concentration gas detection system based on intracavity fiber laser

The improvement of a low concentration gas detection system based on the intracavity fiber laser is proposed in this paper. The sensitivity of the system is deduced based on Lambert-Beer law. The optimized system was established with the gas cell made elaborately. In order to apply the wavelength sweeping technique, the fiber Bragg grating reflector was substituted by the wavelength independent Faraday rotation reflector. The sensitivity of the system for acetylene detection is reduced to less than 100 ppm by using the average of three absorption spectra. The acetylene detection coefficients of variation with different concentrations are measured. The gas measurement system is validated to detect low concentration gas effectively.     

基于FPGA在线气体检测系统设计

以FPGA为平台设计一套TDLAS在线气体检测系统。在线气体检测需要高精度以及快速的数据分析和处理速度。相比于传统单片机,FPGA在工作速度以及功耗等方面具有较大优势,可以保证数据分析和处理的实时性;基于TDLAS（可调谐二极管吸收光谱学）的二次谐波检测技术可以减小噪声等因素带来的影响,保证检测结果的精度。本文详细介绍了系统的检测原理以及TDL驱动电路的设计方法,并由FPGA产生所需调制信号。该系统适用于现场高精度高速度的气体监测。     

Fibre-optic sensors for temperature,pressure and flow measurement

In this paper, the use of fibre-optic techniques for measurement of the important parameters, temperature, pressure and fluid flow, especially blood flow, is reviewed. The characteristics of these devices are described and their applicability discussed.     

基于GFC的非分散红外CH_4和C_2H_2气体检测系统

基于甲烷气体和乙炔气体近红外吸收的机理,研究了一种高灵敏度非分散红外系统,同时测量甲烷气体和乙炔气体浓度.系统采用折反式吸收池作为气室,结合先进的气体滤波相关技术和相关检测技术,实现了对微弱光谱信号的调制和检测,最后实现对浓度的反演,从而实现了甲烷和乙炔气体实时测量.试验结果表明:系统具有10~(-5)的测量分辨力.     

SF6气体检测技术的研究进展及发展趋势

针对高压设备SF_6气体泄漏检测问题,介绍了SF_6气体泄漏产生的危害。根据SF_6气体检漏技术的研究进展,可把SF_6气体泄漏检测技术分为非光学检测和光学检测两大类。对气体浓度监测技术、真空负离子捕获技术、紫外电离技术和负电晕放电技术等非光学检测技术进行简要的概述,同时对激光成像技术、红外吸收光谱技术和光声光谱技术等光学检测技术进行了重点阐述,并对比分析了各种技术的优缺点,提出了SF_6气体检漏仪的未来发展趋势。     

FTIR光谱法定量分析微痕量气体苯系物

苯系物是室内空气污染的重要组成部分。本文采用傅立叶变换红外(FTIR)光谱技术研究苯系物的红外吸收光谱特征,确定了光谱分析时各组分的特征红外波长,采用美国热电子OMNIC Quant Pad分析软件建立了低浓度(0～5×10-6)苯系物(包括甲苯、邻、间、对二甲苯,苯乙烯,硝基苯)的定量分析方法和校准曲线数据库。将FTIR光谱法用于样品气的检测,结果表明,该方法具有较高的准确度和较好的应用推广前景。     

光腔衰荡光谱技术及其应用综述

光腔衰荡光谱(CRDS)技术是近几年迅速发展起来的一种吸收光谱检测技术。在介绍光腔衰荡光谱检测原理的基础上,详细推导了CRDS技术用于反射率测量和痕量气体浓度检测的理论公式。分析了CRDS技术由于实际吸收光程长,检测精度不受光源强度及其变化的影响,因此具有检出限低,测量精度高,可靠性好等特性。综述了CRDS技术在微量污染气体监测中的应用及其发展趋势。最后提出了应用光腔衰荡光谱检测污染气体中不同有害成分浓度的一种新思路。     

Time resolved temperature measurements in manufacturing

Fast surface temperature measurements are of high interest in manufacturing processes. They can be realised by radiation techniques. Main problems are various influences on the accuracy and the limited optical access of interesting measurement positions. Therefore a fast fibre-optic two-colour pyrometer with high local resolution has been developed which enables measurements of surfaces with unknown emissivities. This pyrometer has been applied in a turning process, where the fibre-optic enables different measurement positions to show the influences of cutting speed and tool wear on the temperatures.