基于光子晶体光纤的气体传感系统设计与实现

从吸收光谱的测量原理出发,利用光子晶体光纤的空气孔增加光与物质的作用率,提高气体吸收灵敏度.提出一种基于光子晶体光纤的气体传感系统实验方案.实验中通过测量接收端的光功率,根据光功率与气体浓度的关系式推算出气体的相对浓度,实现气体检测.实验结果说明该实验方案提高了气体检测的灵敏度,可作为气体检测的一种有效方法.     

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%。     

基于波长调制技术的内腔式气体传感研究

气体传感理论和实验研究已成为当今光纤传感领域的热点之一。波长调制法和有源内腔法是提高气体传感灵敏度的两种有效方式。结合上述两种气体传感方法,构建一个基于波长调制技术的内腔式气体传感系统。讨论气体吸收光谱二次谐波分量与气体浓度之间的函数关系,从理论和实验两方面确定系统的最佳参数。利用提取多条吸收谱线的二次谐波分量,采用平均算法进一步提高系统灵敏度,进行乙炔气体传感的灵敏度可达7.5×10-5。以光纤光栅作为波长参考,建立系统的波长-电压响应曲线,进而检测气体的吸收波长值。进行乙炔气体传感时吸收波长检测的绝对误差不超过0.445 nm。     

双光路光纤浓度传感器的研究

本文介绍了根据光纤弯曲损耗测量溶液浓度的原理和方法。利用双光路光纤结构和数据拟合技术，对盐水的浓度进行实际测量。结果表明此技术可应用于微区浓度测量，并具有较高的精度．     

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。     

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     

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。     

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.     

测量CO浓度的光纤传感器

根据近红外光谱吸收原理提出了测量CO气体浓度的测量装置,引入普通通信光纤进行光信号传输,降低了光路设计中的技术难度。介绍了该装置的工作原理,基本结构及主要技术指标,着重讨论了技术特色及相应优势。与中远红外光谱吸收相比,该装置大大降低了器件成本。     

光纤扰动气体传感中折射率对反射率的影响

研究了光纤扰动气体传感时,气体浓度的变化直接引起其折射率的变化,光能量在光纤中以反射的形式传输,因此其反射率直接影响光纤中能量的变化,分析了折射率对反射率的影响,导出了反射率与折射率的关系式。     

一种对乙醇气体灵敏的光纤传感器

光纤传感技术是80年代发展起来的一种高技术。在有毒、有害、易燃、易爆环境下光纤传感技术较其它传感技术更具有优越性,近年已有作者探索利用光纤传感技术测量易燃易爆气体的含量。我们亦曾用耐尔兰制成对氨灵敏的光纤传感元件。上述方法,除吸收分光光度法外,聚合物等材料容易老化、热解、光解,使其变质。本文采用过渡金属氧化锡制成灵敏元件,它对乙醇灵敏,且性能稳定,灵敏范围宽。利用它在有毒、有害、易燃、易爆环境下可遥测、遥控乙醇气体含量,有实用价值和广阔前景。     

光纤CH_4气体传感器的实验研究

根据CH4气体近红外的光谱吸收特性,讨论并制作了一种易于实现的光纤CH4气体传感器。传感器基于Lambert-beer定律,采用1653nm的分布反馈式激光器(DFB-LD)光源,具有很高的测量精度。通过分析实验测得的CH4吸收曲线,得出系统的灵敏度为6.252×10-4μW/ppm,分辨率为64ppm,可探测最低浓度为100ppm。     

双光路光纤探头式浓度检测系统

本文介绍了一种双光纤探头式浓度检测系统的工作原理和结构设计。该系统利用双光路比较电压的测量和单片机控制的数据处理系统进行浓度的实时性测量。实验结果表明，该系统具有精度高、速度快等特点，在浓度测试中具有良好的应用前景。     

一种基于LPFG高灵敏度浓度传感器

利用Sagnac光纤环全反射的特性和单根长周期光纤光栅(LPFG)构成Michelson干涉仪,入射光经LPFG后,部分被耦合到包层中传输,经过包层和纤芯传输的光信号经Sagnac光纤环全反射后重新耦合回LPFG,在光栅区域干涉。利用传输矩阵理论分析了干涉结构的光谱特性。用此干涉结构检测了蔗糖溶液浓度,传感灵敏度可达0.065 nmLg-1。     

光纤耦合结构长光程怀特池气体传感器

首先介绍了怀特(White)池的基本结构,分析了怀特池系统中光束反射次数对实际气体检测的影响。在此基础上,利用光纤准直器的光束耦合特性,设计了一种光纤耦合结构的长光程气体吸收池传感器,在20cm基本尺寸上实现了12m的吸收光程,在特定的温度范围内系统的光耦合效率稳定在55%以上,应用于有害气体的远程在线监测。     

基于平均滤波算法的光纤气体传感系统研究

数字平均滤波是信号处理中一种常用的方法。在小信号检测中,使用数字平均滤波可以获得较高的信噪比,提高检测的灵敏度。本文提出了一种利用光学器件来实现数字平均滤波的新方法,应用于基于差分吸收检测原理的窄带扫描光源光纤气体传感系统。系统的输出是一段连续的光谱,包含有被测乙炔气体的多个特征吸收峰。系统使用法珀标准具ETALON和参考光栅提供波长参考,完成对输出信号的光谱重建。对相同波长范围的信号进行平均滤波,使气体的相同特征吸收峰重合,提高检测的灵敏度。利用光谱重建,克服了可调谐Fabry-Perot滤波器驱动电压和透射波长不稳定因素的影响。实验结果表明,本系统可以方便有效地实现光谱意义上的数字平均滤波,检测到较低浓度的乙炔气体,比较适用于工业化气体检测系统。     

基于陶瓷微热板的高温气体传感器研究

针对目前商用陶瓷气体传感器功耗大、封装困难等缺点,提出一种陶瓷微加工微热板式气体传感器的结构和无内引线封装的方式。通过光刻剥离的方法,在氧化铝陶瓷基底上制作出Pt微加热器及接触电极。采用激光微细加工技术,制作出不同结构参数的陶瓷微热板器件。从温度同加热功率的关系、热响应时间和微加热器稳定性等方面对微热板进行了测试和评价...     

基于可调谐激光器的复用传感系统的研究

为了克服复用传感系统中光源带宽及功率的制约,有效地扩大多点检测的范围,采用波分和时分复用传感技术,设计了可调谐光纤激光器作为传感系统的光源.基于耦合模方程的理论,对匹配光栅调谐光纤激光器波长扫描寻址解调方法进行了理论分析和实验研究.实验中采用可调谐光纤激光器对由4个光栅组成的两个光栅串成功地进行了波分和时分复用传感,实验获得的应变分辨率为2.9με/step.该传感系统具有经济实用性、信噪比高、可复用数目大等特点,对于多点检测的传感网络具有较大的实用价值.     

光纤气体传感检测技术研究

光谱吸收型光纤气体传感器可以实现对气体的准确、快速、高灵敏度的检测,结合原理和典型系统综述了五种检测方法,其中单波长光谱吸收检测、差分检测、谐波检测技术发展得比较成熟,并且开始应用在石油化工等领域,而光腔衰荡光谱技术（CRDS）和有源腔气体检测技术是近几年刚兴起的新技术,具有实际吸收光程长,检测精度不受光源强度及其变化影响的特性,是很有发展潜力的光谱吸收检测技术。