基于光子晶体光纤传感器的瓦斯监测系统

空芯带隙型光子晶体光纤以其独特的结构和导光机制,具有其它普通光纤无法比拟的优势,这种光纤传感器在气体检测方面灵敏度更高。设计了以这种传感器为检测元件,基于Zig Bee的无线传感器网络的瓦斯监测系统,实验测试结果与样本值比较表明:相对误差在10%以内,基本达到了实时在线监测瓦斯的目的。     

基于分布反馈式半导体激光器的光纤甲烷传感器

简介了一种基于分布反馈式半导体激光器(DFBLD)的光纤甲烷气体传感器,在甲烷气体光谱吸收的基础上,利用差分吸收技术,实现瓦斯浓度在线检测.还介绍了DFBLD工作原理,给出了初步的实验性设想.对此光纤甲烷气体传感器只要稍加改进或换上其它附件,即可测量其它多种气体的浓度,在气体浓度测量领域,具有很好的应用前景.     

光纤瓦斯传感器在煤矿瓦斯气体监测中的应用

把传感器更好地应用在工农业生产和日常生活中的安防领域是避免造成大财产损失和人员伤亡的必要条件.鉴于此,本文简述了光纤瓦斯气体传感器的基本工作原理,通过光纤瓦斯传感器和Kj系列井下监测分站配合使用监测煤矿瓦斯气体的实例对光纤瓦斯传感器的先进性和可靠性进行了论证.Kj系列井下监测分站和光纤瓦斯传感器一起连续监测矿井下的瓦斯气体浓度,和系统中的地面中心站进行通讯完成监测、警报和控制功能,监测数据的准确度大于1.5级,满足安防场所对测量的准确度要求.     

光纤瓦斯气体传感器评述—现状与未来

用于检测瓦斯浓度的光纤气体传感器在采矿、化工、石油和很多其它工业中,尤其在恶劣和危险的环境中具有广阔的应用前景。本文综述了光纤瓦斯气体传感器领域的近期发展。     

基于Clark氧电极的瓦斯微生物传感器的研究

利用氧化细菌在常温中催化瓦斯气体,并产生溶解氧的特性,采用聚乙烯醇固定化甲烷氧化细菌结合Clark氧化电极技术设计一种新的瓦斯微生物传感器检测方法.选用PVA-海藻酸钠-硼酸交联法固定甲烷的氧化细菌,在磷酸盐缓冲液中催化空气的瓦斯气体,通过Clark氧电极对产生的溶解氧进行电化传输到计算机实时记录.针对传感系统进行瓦斯监测实验表明:微生物传感器实时准确地检测出甲烷气体体积分数,是一种简便,快速,灵敏的瓦斯检测办法.     

基于激光超声表面波检测的瓦斯检测研究

利用SnO2/Pt气敏薄膜对瓦斯气体的选择性吸附作用将引起声表面波在其表面的传播速度发生相应改变的性质,并结合激光超声检测技术,提出了一种新的瓦斯检测方法.采用激光在覆有选择性气体吸附薄膜的抛光铝材表面激发出声表面波,用单芯光纤耦合的反射式光束偏转法对所激发声表面波信息进行采集,进而通过合理的算法可以准确检测出环境中瓦斯气体的体积分数.为瓦斯监测方法提供了一种新途径.     

有害气体检测的光纤传感技术发展

光纤气体传感器具有易于小型化、可遥测、灵敏度高、响应快等诸多优点.根据传感原理,概述了有害气体检测的光纤传感器,包括折射率变化型光纤气体传感器、倏逝波光纤气体传感器、表面等离子共振光纤气体传感器、光声光纤气体传感器、多孔光纤气体传感器,以及吸收型光纤气体传感器、荧光型光纤气体传感器、染料指示剂型光纤气体传感器.简要介绍了光纤气体传感器的发展.     

甲烷光纤传感检测系统的设计

针对目前煤矿瓦斯气体检测存在测量误差和测量不稳定的问题,文章提出了一种新型的基于甲烷气体光谱吸收特性的甲烷光纤传感检测系统,阐述了甲烷气体浓度的检测原理,介绍了甲烷光纤传感检测系统的工作原理设计、光源选择等。该系统可实现对矿井瓦斯可靠、高效、实时的监测。     

光谱吸收型光纤气体传感器的研究

研究和讨论了一种易于实现的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,显著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,可在线检测多种气体,克服了以往气体传感器只能检测一种气体的缺点,大大增加了该传感器的适用性.     

光纤气体传感器研究进展

光纤气体传感器较传统气体传感器有诸多优点,特别是在恶劣环境检测等方面.它越来越引起人们的广泛关注,并得到了深入的研究和广泛的实用化.本文对新兴出现的几种常见的光纤气体传感器类型的原理和现状以及发展的方向进行了论述.     

光纤CO气体检测系统的研究

基于CO气体的光谱吸收特性,设计了一种带有参比气室的光纤CO气体在线实时检测系统。采用双波长差分检测技术,有效消除了由光源、光纤和探测器的不稳定所引起的检测误差,提高了检测灵敏度。给出了该光纤CO气体检测系统的实验结果,结果表明：该传感器结构简单、外形尺寸小、性能稳定、抗干扰能力强,具有广阔的应用前景。     

光程可调吸收气室气体传感器研究

光程可调吸收气室可满足光纤气体传感器不同探测灵敏度和量程的需求。介绍了吸收气室的基本结构,并利用TracePro软件对气室进行了光学仿真设计和分析,确定了多次反射池的光学参数。对气室的结构、防腐工艺、密封工艺及光程可调节进行了研究。通过调试和实验测量,结果表明：气室光程可在0.8～30 m范围调节,完全可应用于低浓度气体（对应长光程气室）和高浓度气体（对应短光程气室）的检测。     

多点光纤气体传感系统在煤矿中应用的可行性探讨

阐述了光纤气体传感器的结构及工作原理,介绍了多点光纤气体传感系统OptoSniff的工作原理及其采用的直接探测和TDLS技术,并进行了实验室测试。结果表明,该系统具有传输距离长、响应时间快、测量精度高、不用定期标校的优点。该系统在煤矿中应用还存在无法实现就地声光报警等问题,需进一步研究。     

一种新型本征倏逝波型光纤传感器的研究

研究开发了一种新型本征型光纤倏逝波传感器.采用有机玻璃板和大半圆弧高抛光PVC管构成光纤支架,将60/125 μm阶跃多模光纤隔一定距离剥除等长度涂覆层后缠绕于光纤支架上,其无涂覆层部分位于上下两PVC管之间,经化学腐蚀后获得裸芯总长度大于0.5m的新型高灵敏本征型光纤倏逝波传感器.实验结果表明:该传感器对亚甲基蓝的探...     

甲烷光纤遥测系统

本文报道了甲烷光纤遥测系统的研制。此光纤遥测系统以普通溴钨灯为光源,以多次反射White腔作为气体敏感元件,用光纤作为信号传输通道,在微型计算机的控制下,对甲烷实现了全光学、实时、连续监测。     

光纤光栅调制式光纤甲烷气体传感器的研究

介绍一种检测甲烷气体的全光纤传感方法。基于甲烷气体的近红外吸收光谱，采用LED宽带光源，通过光纤光栅和压电陶瓷(PZT)对其进行波长调制，获得窄带出射光，检测二次谐波，实现甲烷气体浓度的较高灵敏度测量。     

Optical fiber-based evanescent ammonia sensor

An optical fiber-based evanescent gaseous ammonia sensor is designed and developed. The sensing dye, bromocresol purple (BCP), is immobilized in the substitutional cladding using sol–gel process. The sensing properties of the optical fiber sensor to gaseous ammonia at room temperature are presented. This newly developed ammonia sensor exhibits good reversibility and repeatability. The effect of different carrier gases, argon, nitrogen, and air on sensing properties of the ammonia sensor is investigated. The sensor with air as carrier gas has the best response time and sensitivity. In order to improve the response time of the optical fiber evanescent ammonia sensor, an elevated ambient temperature is applied and thoroughly investigated. A fast response time of 10 s was obtained at 55.5 °C with the carrier gas of air or argon. These experimental results have demonstrated that a fast response optical fiber evanescent gaseous ammonia sensor can be constructed by applying slightly elevated ambient temperature.     

《煤矿安全规程》监控、通信与监视修订意见

提出了《煤矿安全规程》修订应增加矿井移动通信、广播通信、视频监视、人员定位、煤炭产量监测、矿井火灾监控、矿山压力监测、水文监测、远程监控等内容。提出了严禁矿井监控系统与视频监视系统共用信道;矿井有线调度通信系统的电缆必须专用;主干网络应采用具有冗余功能的千兆或千兆以上矿用以太光网络;矿井移动设备和无线接入等应优选WiFi、ZigBee、4G等技术。提出了煤矿安全监控系统和矿井有线调度通信系统等的关键光缆和电缆应分设两条,从不同的井筒或一个井筒的不同位置进入井下;系统光缆和电缆应具有防护措施;底鼓不严重的矿井,系统光缆和电缆应埋入巷道底板与巷帮夹角处。提出了煤矿安全监控系统应具有主要通风机监控、瓦斯抽采监控功能;具有呼吸尘浓度、总粉尘浓度实时在线监测功能;具有风向监测功能;具有瓦斯变化率等分析功能;具有煤与瓦斯突出报警功能;高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井应选用全量程和高低浓度甲烷传感器,优选激光或红外甲烷传感器;采用载体催化元件的甲烷传感器、便携式甲烷检测报警仪等甲烷检测设备,必须定期使用校准气样和空气气样调校,每15d至少调校1次;甲烷超限断电功能每15d至少测试1次;高瓦斯和煤(岩)与瓦斯突出矿井的采煤工作面,必须在上隅角设置甲烷传感器,报警浓度为1.0%CH4,断电浓度为1.5%CH4,复电浓度为1.0%CH4等。     

An all-optical photoacoustic spectrometer for trace gas detection

An all-optical photoacoustic spectrometer based on the diaphragm-based extrinsic Fabry-Perot interferometer (EFPI) fiber acoustic sensor for trace gas detection at atmospheric pressure and room temperature is first developed. The diaphragm-based EFPI fiber acoustic sensor is used to replace the conventional acoustic sensor in this system. Tunable erbium-doped fiber ring laser (TEDFRL) with an erbium-doped fiber amplifier (EDFA) is used as the excitation light source for the generation of the photoacoustic (PA) signal. A first longitudinal resonant PA cell with double absorption optical path is used to improve the sensitivity of the system. The advantages of all-optical photoacoustic spectrometer are immunity to electromagnetic interference, safely in flammable and explosive situations, and long distance sensing. This system is developed for the continuous and real-time measurement of acetylene gas at room temperature and atmospheric pressure. With the wavelength modulation and lock-in harmonic detection method, the minimum detectable limit of 1.56 parts-per-billion (ppb) volume acetylene (signal-to-noise ratio, SNR = 1) at the 1530.37 nm transition line was achieved.