基于谐波检测与差分检测的光谱吸收型光纤瓦斯传感器

针对目前煤矿普遍采用的瓦斯传感器检测灵敏度低、抗干扰能力差等缺陷,设计了一种基于谐波检测与差分检测的光谱吸收型光纤瓦斯传感器.该传感器采用红外光谱吸收原理,对瓦斯吸收光谱进行分析.利用普通发光二极管LED产生宽带光源,通过Fabry-Perot腔和滤光片进行波长调制和选择,结合谐波检测和差分检测原理进行双光路检测,从而实现瓦斯气体浓度的精确测量.试验结果表明:该传感器能够有效地检测瓦斯体积分数,测量误差小,灵敏度高.     

基于谐波检测技术的多点光纤乙炔气体传感器

基于乙炔气体近红外吸收的机理,研究了一种以DFB LD为光源的高灵敏度光谱吸收型乙炔气体多点检测系统.采用光源调制实现气体浓度的谐波检测,利用二次谐波与一次谐波的比值来消除光路干扰.采用空分复用技术实现多点气体浓度的检测,使多个传感器共用一个光源,降低了成本.建立了谐波检测的数学模型,给出了乙炔气体的测量结果.测试结果表明:系统灵敏度和稳定性高,重复性好,适应性强.     

基于差分吸收的H_2S气体浓度检测系统

石油和天然气开采过程中,H_2S气体浓度很低,很难精确检测,直接吸收检测H_2S的方法虽然容易实现,但是由于光源不稳定,检测精度偏低。文中采用差分检测系统检测H_2S气体浓度,并介绍该系统的基本原理,建立了H_2S气体检测的数学模型。整个系统采用LED作为光源,为提高检测精度,先将光源输出的光波进行滤波。然后采用差分吸收检测方法,用光纤布拉格光栅进行滤波和调制,得到2种不同波长的光源,通过锁相放大技术得到2个幅值信号。将2个幅值信号相除得到H_2S气体浓度检测的仿真结果。结果表明,光纤光栅滤波与差分吸收检测系统相结合的方式,减小了由温度不稳定、光源波动、光路强弱等引起一系列误差,提高了检测气体的精确度。     

基于光谱吸收的光纤气体传感器光源波长稳定控制技术

采用具有高精度电流注入模块和温度控制模块的分布反馈式半导体激光二极管作为光纤气体传感器的光源,基于气体吸收和谐波检测理论,分析了当光源输出光谱中心波长位于气体分子吸收峰不同位置时,所产生的谐波具有不同的特征.通过时这些特征进行检测并反馈给光源的温度控制模块,可以稳定光源的输出波长,使其与气体分子吸收峰对齐,从而提高测量性能.试验表明该方法对于波长稳定有很好的控制效果.     

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。     

软件控制吸收型光纤气敏传感器

研究了一种易于实现的软件控制光谱吸收型光纤气体传感器.采用LED作为光源,利用可调谐法布里-珀罗腔的选频特性进行检波,并采用谐波检测,大大提高了检测的灵敏度.同时采用多光路设计和软件控制相结合,在线检测多种气体,克服了以往气体传感器只能检测一种气体的缺点,大大增加了传感器的适用性.     

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。     

实用型双气室气体传感器系统

基于气体的近红外吸收机理,研究了一种双气室光纤气体传感器。通过光纤光栅和压电陶瓷对宽带光源LED进行波长调制,获得与气体吸收峰对应的窄带反射出射光,检测二次谐波,实现气体浓度的较高灵敏度测量。利用测量气室和参考气室的二次谐波的比值来消除吸收系数随环境的变化、光源光功率的波动和光路干扰对测量精度的影响。利用该系统对CH_4气体进行了实验研究,实验表明该系统的测量灵敏度可以达到1×10~(-5)。     

新型非毒化红外瓦斯传感检测系统研究

提出一种基于非色散性红外检测技术的非毒化红外瓦斯传感器检测系统.它利用瓦斯气体对某一特定波长红外光吸收性能与瓦斯浓度之间存在的确定关系,通过测定特定波长红外光被吸收的程度反映瓦斯浓度值的原理进行工作.详细介绍了非色散性红外吸收气体检测原理,分析了脉动光源与热电探测器信号及热电探测器信号与气体浓度之间的关系,给出了瓦斯浓度的实用测量算法及传感器检测系统的软硬件设计方案.实测结果表明,该传感器检测系统具有标定周期长、测量精度高、不受其他气体影响和不会产生催化中毒等特点,其各项性能指标均已达到实际应用要求.     

基于非色散红外技术的二氧化碳传感器研究

为了降低二氧化碳传感器的功耗,满足煤矿安全监测系统多传感器长距离带载的应用需要,利用二氧化碳气体分子在4.2～4.32μm红外光波段的强吸收特性,设计了一种基于LED-PR光学结构的低功耗二氧化碳传感器.在分析红外二氧化碳检测原理的基础上,研究了LED光源、PR探测器器件选型及光谱吸收特性,并对LED光源驱动电路设计原...