应用电光调制干涉系统对甲烷气体浓度监测的研究

【摘要】：对甲烷气体浓度的监测应用领域很多,而目前绝大多数采用的是化学反应方法,存在安全性低、稳定性差等缺点,而采用光学干涉法定性定量分析稳定性高、抗干扰能力强。设计了电光调制的干涉系统进一步提高其探测精度。在干涉系统中,利用可变折射率晶体LiNbO3的电光调制特性,对晶体折射率进行调制,增大静态光程扫描范围,提高光谱分辨率。系统对晶体两侧分别加载相位相反的调制信号,使其在不改变干涉具尺寸的条件下提高光谱分辨率。通过推导折射率调制度与光程差的函数关系,仿真计算可知比同尺寸干涉系统光谱分辨率提高了近一个数量级。实验采用SGT-3型声光调制器,1 650nm红外激光器对不同浓度的甲烷气体进行检测,实验结果显示,此方法比传统的热释电法精度好、稳定性高,更适合在矿井等复杂环境下应用。 【作者单位】： 中北大学光电仪器厂;
【关键词】： 光谱检测 电光调制 光谱分辨率 甲烷气体浓度
【基金】：总装国防科技基金项目(9140C120402120C12055)资助
【分类号】：TN761
【正文快照】： 引言在很多生产生活的场所中都需要对甲烷气体浓度进行检测,例如矿井采矿、天然气存储,运输管道等[1,2]。对甲烷气体浓度检测的方法有很多,目前常用半导体气敏传感器检测的方法,该方法由于半导体气敏器件在供电后需要一定的恢复时间,所以无法实时在线检测甲烷气体浓度[3];采

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