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%。     

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。     

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。     

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。     

利用双激光光源监测甲烷浓度的光吸收法光纤传感器

基于Lamber -Beer定律 ,利用波长为 1.3 3 μm的脉冲lnP/InGaAsP半导体激光器作为测量光源 ,用低损耗的光纤进行光信号的传输并以钽酸锂热释电探测器作光电转换器件 ,设计出了一种新颍的远距离监测甲烷浓度的光纤传感系统。以此光纤传感系统为探头 ,设计出了一种可实时监测甲烷浓度的仪器 ,并能实现 3km的远距离遥测。介绍了该光纤传感系统及由该光纤传感系统构成的监测仪器的基本结构与工作原理 ,讨论了其中的技术难点及其相应的解决方法 ,并给出了监测仪器相应的技术指标     

光谱吸收法光纤甲烷传感器性能的研究

针对单光源光谱吸收法检测甲烷气体体积分数存在很多测量误差现状，本文首先分析了用发光二极管(LED)做光源时驱动电流抖动造成的测量误差，提出了补偿此电流抖动误差以及测量环境背景光干扰误差的双波长测量方法，简述了其测量原理，重点针对双波长方法从理论上推导了其测量误差通用公式，在此基础上分析并数值模拟了温度变化导致的测量误差，给出了减小双波长温度测量误差建议．研究结果对于其他强度调制型光纤传感器具有普遍的适用价值．     

光谱吸收法光纤甲烷传感器性能的研究

针对单光源光谱吸收法检测甲烷气体体积分数存在很多测量误差现状,本文首先分析了用发光二极管(LED)做光源时驱动电流抖动造成的测量误差,提出了补偿此电流抖动误差以及测量环境背景光干扰误差的双波长测量方法,简述了其测量原理,重点针对双波长方法从理论上推导了其测量误差通用公式,在此基础上分析井数值模拟了温度变化导致的测量误差,给出了减小双波长温度测量误差建议。研究结果对于其他强度调制型光纤传感器具有普遍的适用价值。     

基于半导体吸收原理的光纤温度传感器研究

利用半导体GaAs材料对光的吸收随温度变化而变化的原理,设计了一种光纤温度传感系统。该系统具有结构简单、体积小、全光纤化、易实现远程测量及使用方便等特点。实验结果表明,测量系统的精度好于±0.5℃。     

宽动态测量范围的光纤液体浓度传感器

液体浓度变化引起折射率变化,利用测量光学材料折射率的V型棱镜法原理,可在较宽的动态范围内测量液体的浓度。     

基于梳状滤波器的光纤甲烷传感器的研究

采用基于Sagnac的保偏光子晶体光纤(polarization-maintaining photonic crystal fiber,PM-PCF)滤波器,将宽带光源精确匹配甲烷气体在近红外波段的几个吸收线谱.设计出一个简单合理的多反射气室,使得光源和甲烷气体之间能够充分相互作用,提高了系统的灵敏度.同时,在测量甲烷气体浓度时,加入乙炔气体作为干扰,通过实验验证了该方案能够有效减缓交叉气体的灵敏度.     

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.     

基于倏逝波吸收的塑料光纤葡萄糖传感特性

利用塑料光纤作为传感和传光器件,以高亮度经正弦信号调制的蓝光LED为光源,基于倏逝波吸收原理进行葡萄糖浓度传感。实验研究了U形、双锥形、螺旋形传感头对不同质量浓度葡萄糖溶液的传感特性,实验结果为螺旋形传感头的灵敏度最高。螺旋形传感头的透射光功率与葡萄糖质量浓度之间呈线性关系,线性系数为0.986,系统的灵敏度为0.1μg/mL。实验还对螺旋形传感头在质量浓度分别为0mg/100mL和25mg/100mL葡萄糖溶液中透射光功率的重复性进行了测试,在5个循环内实验结果具有重复性。     

基于光纤的温度传感器

简单介绍了光纤温度传感器的原理及分类,并分别介绍了光纤Fabry-perot干涉型温度传感器、半导体吸收型光纤温度传感器、光纤光栅温度传感器的工作原理及最近几年来的研究现状,阐述了各种温度传感器的机理、实验装置和研究结果,最后对其进行了对比分析.     

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。     

30 km远程分布光纤拉曼温度传感器系统

研制了30 km远程分布光纤拉曼温度传感器(DOFRTS)系统.采用了新的光纤放大的反斯托克斯背向拉曼自发散射测温原理,用1 550 nm掺铒光纤激光器作为抽运源,采用高速瞬态波形采样技术和累加平均等信号处理技术,提高了信噪比,解决了弱信号检测问题;采用了智能化恒温技术,使主要元器件在恒温条件下工作,解决了工程应用中环境的适应性.远程DOFRTS已达到的主要技术指标为光纤长度31 km;测温范围0～100 ℃(可扩展);温度测量不确定度±2 ℃;温度分辨率0.1 ℃;测量时间432 s;空间分辨率4 m.     

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.     

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。