| 【论文摘要】 | 大型动力工厂和矿业部门排放出大量的易燃、易爆、有毒、有害气体,使人类的生存环境和人身安全受到严重威胁,对这些气体进行快速、实时检测对于工矿安全生产及环境保护有特别重要的意义,而对某些有毒气体,要求能检测到很低的浓度。传统的气体传感器大多数通过其探头的电阻或电容变化来测定气体浓度,其灵敏度低,抗干扰能力差。人们对发展快速、灵敏而有效的气体检测手段的需求十分迫切。由于光纤气体传感器具有本质安全、抗电磁干扰、灵敏度高、动态范围大、响应速度快,测量精度高,可远离现场检测等优点,近年来受到国内外广泛的重视。
本文研究是基于光谱吸收方法的光纤气体检测系统。在近红外波段,每种气体分子有固有的吸收光谱,当光源的中心波长精确对准被测气体的吸收峰时,光通过气体时就会被吸收,其吸收强度与该气体浓度有关,通过对输出光强分析就可以检测到气体的浓度。以甲烷和乙炔为目标气体,确定了气体的吸收谱线,找出适合普通石英光纤进行较长距离低损耗传输的光谱特性。采用分布反馈式半导体激光器(DFB LD)作为光源,通过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由光源的不稳定等因素所引起的检测误差,通过光强的差分吸收来... |
