吸收式光纤甲烷气体传感器的研究.pdfVIP

年 月 传 感 技 术 学 报 第 期 2001 3 1 吸收式光纤甲烷气体传感器的研究@ 王玉田 郭廷荣 王莉田 侯培国 9 9 9 燕山大学科学仪器与工程系 河北 秦皇岛 ( 9 0 004 摘要 研究和讨论了一种易于实现的光谱吸收型光纤甲烷传感器 该传感器基于比尔{ ~ - 朗伯定律 采用双光路结构 大大提高了传感器的灵敏度和测量精度 大气和工业污染中的 9 9 ~ 其它气体分子浓度也可用类似方法测量~ 关键词 光纤传感器 吸收 甲烷 双光路{ S S S 中国分类法{ 212~ 14 文献标识码{ 文章编号{1004-1 99(2001 01-0054-05 TP A 1 引 言 甲烷是易燃易爆气体和多种液体燃料的主要部分 它在大气中爆炸的下限为 9 5~ 3% 9 V 上限为 及时检测甲烷气体及浓度 对于工矿安全运行和人身安全有着至关重要的 15% ~ 9 V 作用~ 光纤气体传感器是 年代后期出现的一种新型传感器 由于光纤本身的特点 这类传 80 ~ 9 感器以其灵敏度高 响应速度快 抗电磁干扰 易于现场实时遥测 适用于易燃易爆等恶劣环~ ~ ~ ~ 境的能力而倍受人们关注 尤其在气体检测中展现了广阔的应用前景 9 ~ 本文在分析甲烷气体红外吸收谱线的基础上 利用通用的通信光源和光纤构成了低浓 9 度甲烷气体检测系统 文中对光路的设计 光源的驱动及其稳定 光源的调制 检测信号的拾 ~ 9 9 9 取和处理进行了分析和讨论 重点是电路的设计 最大限度地抑制噪声 提高系统的信噪比 9 9 9 ~ 2 系统方案的选择及其特性 光纤气体传感器可分为功能型和非功能型两种类型 非功能型光纤传感器即光纤在气~ 体测量中只起传输检测光信号的作用 传感部分为外加传感头 这种传感器灵敏度低 但结 9 ~ 9 构简单 可靠性强 功能型光纤传感器 光纤不仅起传输光信号的作用 而且经过一定处理后 9 ~ 9 9 也可作为传感元件使用 这种传感器灵敏度高 但信号处理技术较难 实用中 我们采用了非 ~ 9