棱镜气室在光纤甲烷检测系统中的应用研究

【摘要】：棱镜气室相较于传统渐变折射率透镜(GRIN)气室在灵敏度调节性及抑制干涉噪声方面优势明显。基于比尔-朗伯(Beer-Lambert)定律在气体弱吸收时的近似表述,以大气环境为背景,利用背景扣除和谐波检测技术,实现了常压下甲烷不同体积分数水平(0~20%)的检测。依据实测的甲烷在不同体积分数时的直接吸收谱,结合现有分布反馈式激光二极管(DFB-LD)光源选择2ν3带的R5支(1648.212 nm)作为被测吸收峰。气体配置过程中的在线实验表明系统示值与体积分数变化间线性关系良好,而且系统的稳定性和动态响应特性理想。该系统可根据不同现场环境的甲烷体积分数水平,通过步进电机调节气室内有效吸收光程,动态调整系统灵敏度,可作为煤矿巷道或天然气管道沿线的瓦斯监测仪器。 【作者单位】： 燕山大学测试计量技术及仪器河北省重点实验室;秦云科联环境工程有限公司;
【关键词】： 光纤光学 甲烷检测系统 可调谐激光吸收光谱 谐波检测 棱镜气室
【基金】：国家自然科学基金(60672015) 高等学校博士点基金(20050216006)资助课题
【分类号】：TP274.4
【正文快照】： 1引言甲烷是矿井瓦斯和多种液体燃料的主要成分,也是造成温室效应的主要气体。因此对甲烷体积分数进行准确、快速实时监测在矿业生产和环境监测中具有重要作用。结合长距离光纤传感与红外谱吸收技术对甲烷进行稳定、精确的测量成为目前国内外研究的主流[1~3]。其中,气室的设

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

基于可调谐激光吸收光谱的大气甲烷监测仪    阚瑞峰;刘文清;张玉钧;刘建国;董凤忠;王敏;高山虎;陈东;

基于可调谐二极管激光吸收光谱遥测CH_4浓度    汪世美;刘文清;刘建国;涂兴华;杨立书;

利用数字锁相放大器对甲烷气体进行谐波探测的实验研究    董磊,马维光,尹王保,李昌勇,贾锁堂

激光遥测甲烷气体最低可探测浓度    王铁云;张雷;董磊;窦海鹏;贾锁堂;

可调谐二极管激光吸收光谱法监测环境空气中甲烷的浓度变化    阚瑞峰,刘文清,张玉钧,刘建国,董凤忠,王敏,高山虎,陈军,王晓梅

基于直角棱镜的气体传感器在能见度测量中的应用    肖韶荣;高志山;廖延彪;

基于直角棱镜的光纤光度传感器    肖韶荣,陈进榜,朱日宏,高志山

大气监测中光纤气体传感器灵敏度的自动设定    肖韶荣,高志山,朱日宏,金建

基于Raman激光雷达反演大气污染气体浓度几种方法    洪光烈;张寅超;周孟然;曹开发;周军;

不同产地黑木耳的傅里叶变换红外光谱鉴别    时有明;刘刚;刘剑虹;宋鼎珊;

调谐半导体激光吸收光谱自平衡检测方法研究    陈玖英;刘建国;张玉钧;刘文清;阚瑞峰;王敏;陈东;崔益本;

基于1.6μm甲烷气体吸收线的半导体激光器频率稳定性分析    董磊,马维光,尹王保,李昌勇,贾锁堂

大气监测中光纤气体传感器灵敏度的自动设定    肖韶荣,高志山,朱日宏,金建

基于直角棱镜的气体传感器在能见度测量中的应用    肖韶荣;高志山;廖延彪;

可调谐半导体激光光谱火灾气体探测系统    陈东;刘文清;张玉钧;刘建国;魏庆农;陈玖英;阚瑞峰;王敏;崔益本;方武;张永明;祝玉泉;

光纤光学式甲烷气体传感器的设计与实验研究    张景超

大气监测光纤气体传感器的研究    肖韶荣

基于腔增强吸收光谱的污染气体检测研究    董磊

基于红外吸收法的光纤一氧化碳传感系统的研究    田学航

光学式污染气体检测技术的研究    王聪

甲烷中红外检测系统结构设计及实验研究    张宇

瓦斯浓度二次谐波检测相关技术研究    徐振蜂

基于光谱吸收法的甲烷气体传感器的研究    赵根爱

雾对脉冲激光传输的影响    冒晓莉

变压器绕组热点在线监测装置的研制与应用    陈淑谨,王世阁,刘富家

光纤光栅调制式光纤甲烷气体传感器的研究    王玉田,刘瑾,杨海马

双波长光谱法光纤甲烷传感器性能的研究    丰明坤;隋成华;

变压器油中溶解氢气在线监测仪的研制    贾瑞君

关于变压器油中溶解气体在线监测的综述    贾瑞君

电力变压器绕组热点状态的在线监测技术    钱政,孙焦德,袁克道,孙典升

CO_2的腔增强吸收与高灵敏吸收光谱研究    裴世鑫;高晓明;崔芬萍;黄伟;邵杰;樊宏;张为俊;

半导体光强反射式光纤温度传感器    肖韶荣

基于DFB型半导体激光器的腔增强吸收光谱研究    裴世鑫,高晓明,崔芬萍,黄伟,杨颙,邵杰,黄腾,赵卫雄,张为俊

基于光声光谱法的光纤气体传感器研究    王书涛,车仁生,王玉田,田庆国

基于腔增强吸收光谱的污染气体检测研究    董磊

以油中多种气体为特征量的变压器绝缘在线监测及故障诊断技术研究    陈伟根

我国区域电力市场研究    梁文潮

变压器状态评估方法的研究    吴立增

成像光谱法光纤光栅传感解调技术的研究    李国玉

光纤光学式甲烷气体传感器的设计与实验研究    张景超

永昌电厂以油色谱分析为基础的变压器绝缘故障监测技术    马文烈

单晶硅吸收型光纤温度传感器的探索    张邵华

基于光纤荧光的电力设备温度检测系统的研究    文江林

油浸式变压器绕组温度在线测量的研究    梁微

电力变压器涡流损耗和温升的计算与分析    康雅华

基于光谱吸收法的甲烷气体传感器的研究    赵根爱

红外光谱吸收型光纤一氧化碳传感器的研究    田卡丽

激光频率调制吸收光谱测量钻井气样中甲烷~(13)C/~(12)C同位素比    张佳民,张向辉,陈金海,马万云,陈瓞延

气体峰值吸收系数随压强变化关系的理论分析    马维光,尹王保,黄涛,赵延霆,李昌勇,贾锁堂

北京城区大气CH_4浓度及其变化规律    王长科,王跃思,刘广仁,李晶,王明星

大气监测中光纤气体传感器灵敏度的自动设定    肖韶荣,高志山,朱日宏,金建

激光在沙尘暴中的衰减特性研究    吴振森,由金光,杨瑞科

基于直角棱镜的光纤光度传感器    肖韶荣,陈进榜,朱日宏,高志山

基于开放式气室的光纤气体传感器的信号分析    肖韶荣,严婕,肖韶荣,陈进榜

一种基于谐波检测技术的光纤甲烷气体传感器    王书涛,刘瑾,车仁生,王玉田

能见度的观测及其仪器    曾书儿,王改利

偏振分集技术及其在光纤传感器中的应用    倪明;曹春燕;胡正良;张学亮;

双悬梁光纤布拉格光栅低频加速度传感器    刘钦朋;乔学光;赵建林;贾振安;高宏;邵敏;姜碧强;

一种新型的基于磁性液体的光纤Sagnac磁场传感器    祖鹏;向望华;白扬博;金永兴;

基于长周期光纤光栅折射率敏感特性的混凝土结构钢筋锈蚀监测    刘宏月;梁大开;曾捷;金晶;吴瑾;耿犟;

    

    

    

    

    

    

远程分布式光纤拉曼温度传感器技术的进展    张在宣;刘红林;徐海峰;王剑锋;戴碧智;

基于光纤Bragg光栅的湿度传感器的设计与研究    向光华;忽满利;乔学光;刘玉;

基于光纤光栅的非接触式振动传感器研究    徐刚;戴玉堂;王俊杰;南秋明;桂鑫;

《光纤传感器技术》课程建设    李川;

基于局部模式耦合理论的耦合型光纤振动传感器设计与应用研究    马宾

耐高温微型光纤干涉传感器研究    段德稳

光纤光学式甲烷气体传感器的设计与实验研究    张景超

一种基于光纤法布里—珀罗结构的微型应变传感器的研制    李坤

基于长周期光子晶体光纤光栅的温度传感特性研究    宋晓利

基于倏逝波光纤生物传感器探针的研制    刘茜倩

全光纤干涉式电磁场传感器研究    韩猛

基于相位生成载波调制技术的光纤振动传感器研究    张毅

任意波形输入脉冲光纤背向瑞利散射的研究    易多