基于光纤供能的气体传感系统设计

设计并搭建了一套基于光纤供能技术的气体传感系统，可以实现300m外的环境CO气体浓度的采集及显示。本系统采用808nm激光器产生的激光通过105μm芯径的多模光纤传输到GaAs 光伏电池，光伏电池将其转化为电能，并通过电源管理模块为气体传感器模块和光发送模块供电。气体传感器模块采用STM32芯片控制传感器ZE07-CO，以采集CO气体浓度数据，光发送模块将数据通过光纤传回基站。最后在基站完成数据的显示和分析。为确保系统正常工作，激光器输出的最低光功率为 1113.4mW，而经过300m光纤后到达光伏电池的光功率为758mW，此时光伏电池输出的最大电功率约为235mW，即光伏电池的最大光电转换效率为31%，经过电源管理模块后实际输出电功率为195mW，即电源管理模块的效率为83%，系统总效率为25.7%，数据传输率为 28.8kbyte/s。