可调谐激光吸收光谱学检测甲烷浓度的新方案研究

【摘要】：基于可调谐二极管激光吸收光谱的光纤气体传感器检测气体浓度,具有灵敏度高、选择性好、响应时间快等优点。目前报导的基于二次谐波的气体浓度检测系统,普遍采用一次、二次谐波幅值之比作为系统输出,消除光强波动的影响。研究中分析了二次谐波检测方案的特点与不足,提出利用一次谐波检测甲烷的浓度,以一次谐波峰峰值与平均值的比值作为系统输出,系统结构简单,并可抑制光源波长漂移和扫描步长等因素对系统检测精度的影响。实验结果表明甲烷的浓度与系统输出值之间具有很好的线性关系,其线性拟合系数为0.999,系统的分辨率和检测精度分别为20×10-6和100×10-6。 【作者单位】： 哈尔滨工程大学信息与通信工程学院;
【关键词】： 光纤气体传感器 可调谐二极管激光吸收光谱 波长漂移 扫描步长
【分类号】：TN247
【正文快照】： 1引言甲烷为易燃、易爆气体,是矿井瓦斯的主要成分,约占83%～89%[1],在大气中的爆炸下限为4.90%,上限为15.4%[2],对矿井空气中的瓦斯含量进行连续准确及时地监测是现代煤矿安全生产的重要保证[3]。可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)是利用半导体二极管激光的波长扫描和电流调

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