光纤甲烷气体传感器

本文介绍了基于干涉法和光谱吸收法的光纤甲烷气体传感器系统的原理、设计和系统结构,并对它们进行了比较。采用光学测量方法,不仅能精确测量甲烷气体浓度,而且安全可靠。尤其在1．6654μm波长处,采用光谱吸收法测量甲烷气体浓度,可使传感系统的灵敏度变得更高。     

差分吸收式光纤甲烷气体传感器的研究

根据甲烷气体的吸收光谱 ,研究了用 L ED作光源的差分吸收式光纤甲烷气体传感器。选择两个同型号 L ED光源作为差分吸收信号 ,光源驱动器自动实行交替斩波。建立了气体浓度差分吸收的数学模型 ,给出了甲烷气体浓度的测量结果。实验表明该仪器的测量灵敏度达到 2× 10 - 4。     

吸收型光纤甲烷传感器的研究进展

介绍了吸收型光纤甲烷传感器原理及几种甲烷检测系统。     

光纤甲烷气体浓度传感器及测试系统研究

本文介绍的光纤甲烷气体浓度传感系统以甲烷分子的吸收谱带1.331μm为吸收工作波长,以邻近无吸收区的1.27μm 为参考波长,采用双波长差分吸收法原理,通过 A/D 转换,利用微机实现了对甲烷气体浓度的实时检测。目前实测的最低浓度为2%。     

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。     

光纤甲烷气体检测系统的研究

在分析甲烷分子近红外吸收光谱特性的基础上,利用通用的发光二极管为光源,实现了对甲烷气体的检测。系统采用双光路、双波长来解决光源功率波动光纤损耗等问题,在接收端采用旋转双色滤光器和单探测器消除了双光电器件的漂移对测量结果的影响。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。     

多通道多气体光纤传感技术的研究

基于气体的近红外吸收机理,研究了一种可以检测多种气体的光纤传感器.根据被测气体的吸收峰对应波长选择不同的分布反馈式半导体激光器为光源.采用光纤多通道同时测量,配以独特设计的气室探头,可用于煤矿等恶劣环境.对甲烷和一氧化碳气体浓度的检测实验表明,该系统具有较高的灵敏度、精度、稳定性.     

CH4气体光纤传感器的研究

在对ＣＨ４分子近红外吸收光谱分析比较的基础上,并考虑与８光纤的低耗窗口相一致和价格等因素,采用价廉的１．３ｕｍ波段的ＬＥＤ作为光源,实现了对甲烷气体的,检测灵敏度为１３００ｐｐｍ／ｍ。研究表明,灵敏度可通过提高入射光功率、气室长度等而进上步提高。     

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...     

Novel Optical Fiber Gas Sensor for On-line Measurement of Methane

Based on analysis of near infrared spectral absorption of methane,absorption type optical fiber methane gas sensor with high sensitivity using DFB LD as a source is demonstrated. Light source modulation harmonic measurement is presented in this paper. In order to eliminate the noise, the ratio of the fundamental and second-harmonic signals is used. The mathematical model of gas concentration harmonic measurement is built up.The detection result of methane concentration is also shown. Experiments have proved a sensitivity of 28×10~(-6).     

Fiber Methane Gas Sensor and Its Application in Methane Outburst Prediction in Coal Mine

Fiber optic methane gas detecting system based on distributed feedback （DFB） laser wavelength scanning technique is demonstrated. Wavelength scan of methane absorption peak at 1665.9 nm is realized by saw tooth modulation of current which is injected to DFB laser. A reference methane gas cell is used to find the methane absorption peak around 1666 nm, and normalization is used to reduce the outside affection such as power drift, fiber loss. Concentration is got by arithmetic processing absorption coefficient of the methane gas. In-situ test is carried out in coal mine and long time precision of 0.05% is achieved. Some spot data of coal mine is introduced. By the system, methane outburst can be measured.     

基于扫描光源的光纤气体传感系统的研究

提出了一种基于窄带扫描光源的光纤气体传感系统。该系统能在多种气体共存环境下,完成对不同组分气体浓度的检测。克服了传统光纤气体传感系统在多种气体共存环境下需要多台光源进行检测的弊端,降低了工业化气体检测的成本。系统以放大自发辐射(ASE)光源为基础,结合锯齿波(STW)驱动的可调谐法-珀(Fabry-Perot)滤波器形成窄带扫描光源。针对可调谐滤波器的电容特性会引起锯齿波驱动失真的现象,提出了采用并联谐振回路的方案来解决锯齿波驱动失真的问题,保障了扫描光源工作的稳定性。实验结果表明,在乙炔和氨气混合气体的环境下,本系统可以实现对不同组分气体浓度的同时检测,检测结果误差较小。     

本刊对来稿中统计学符号书写要求

利用甲烷气体在倍频2ν3带较强吸收线R(4)支的波长为1 650.96 nm,基于气体红外特征光谱吸收原理,设计了一套多点实时监测甲烷气体浓度的光纤传感器网络,并建立了谐波检测的数学模型.该系统以1 650 nm波段的分布反馈式半导体激光器(DFB LD)作为光源,采用锁定放大器SR830对微弱电信号进行处理.实验表明,系统中单个传感器的分辨率可达200×10-6,长时间的精确度和稳定性均可满足实际要求,单个传感器的响应时间小于2 s.通过理论分析得出系统中各传感器可放置于离地面20 km以上的矿井中,且系统可在多场合进行多点的实时监测.     

光纤甲烷传感复用系统的研究

基于甲烷气体在近红外波段对光的吸收机理,提出一种新安全型光纤甲烷传感器系统.系统以ELED作为宽带入射光源,利用甲烷在光纤低损耗窗口波段的吸收特性,利用波分复用技术和直角棱镜吸收池,并采用提高波长检测精度的DMF(数字匹配滤波器)对微弱信号进行处理,使得系统的灵敏度达到120 ppm.实验研究表明,此系统的稳定性和检测精度还需进一步提高.     

用于CO传感的空芯带隙型光子晶体光纤的研究

光纤气体传感器具有灵敏度高、防磁、防爆、远程控制等优点.而将空芯带隙型光子晶体光纤应用于气体传感,将使得气体传感与检测的灵敏度进一步提高.文章针对一氧化碳气体的特性及传感器对带隙型光子晶体光纤性能的要求,利用平面渡展开法和矢量有限元法,通过分析计算,得出所需的光纤的基本参数,即纤芯的半径、空气孔的半径和间距,使其在纤芯中的传输率达到90%以上,其应用可以使传感器的检测灵敏度得以提高.