基于半导体激光器的光纤甲烷浓度传感系统研究

【摘要】：利用甲烷气体在倍频2ν3带较强吸收线R(4)支的波长为1650.96nm,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1650nm波段的分布反馈式半导体激光器(DFBLD)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2s。通过理论分析得出系统中各传感器可放置于离地面20km以上的矿井中,且系统可在多场合进行多点的实时监测。 【作者单位】： 中北大学电子测试技术国家重点实验室;中北大学山西省光电信息与仪器工程技术研究中心;
【关键词】： 光谱吸收 谐波检测 空分复用 甲烷传感器
【基金】：科技部国际科技合作重点基金资助项目(No.2006DFB72510) 山西省2006年留学回国人员重点科研基金资助项目(No.2006.9)
【分类号】：O433.1
【正文快照】： 煤矿瓦斯气体的主要成分是甲烷。甲烷是一种易燃易爆气体,它广泛地存在于地质煤层中,是各种地质开采特别是煤炭开采中事故的隐患,检测甲烷在各种场合的存在及含量是合理利用与规避各种事故的关键。目前在我国矿井下广泛使用的甲烷检测仪器仍采用无焰催化燃烧式传感器,这类传

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