视频1 视频21 视频41 视频61 视频文章1 视频文章21 视频文章41 视频文章61 推荐1 推荐3 推荐5 推荐7 推荐9 推荐11 推荐13 推荐15 推荐17 推荐19 推荐21 推荐23 推荐25 推荐27 推荐29 推荐31 推荐33 推荐35 推荐37 推荐39 推荐41 推荐43 推荐45 推荐47 推荐49 关键词1 关键词101 关键词201 关键词301 关键词401 关键词501 关键词601 关键词701 关键词801 关键词901 关键词1001 关键词1101 关键词1201 关键词1301 关键词1401 关键词1501 关键词1601 关键词1701 关键词1801 关键词1901 视频扩展1 视频扩展6 视频扩展11 视频扩展16 文章1 文章201 文章401 文章601 文章801 文章1001 资讯1 资讯501 资讯1001 资讯1501 标签1 标签501 标签1001 关键词1 关键词501 关键词1001 关键词1501 专题2001
光纤气体传感器的研究
2025-09-30 23:23:41 责编:小OO
文档
光纤气体传感器的研究

摘要

在现代生产、生活中,随着人们生活水平的提高,人类对生态环境净化的要求也越来越高,因此对于空气中的有害气体的实时检测显得尤为重要。尤其是像煤炭和化工等领域,对空气中有毒、有害气体的监测预报是亟待解决的问题。而光纤气体传感器在此领域内的应用及研究正蓬勃发展。本文首先根据测量方法的不同对光纤气体传感器进行分类,然后分别介绍每一种光纤气体传感器原理,分析及对比其各自的优缺点,接着落脚于目前生活中最有用途和最接近实用化的光谱吸收型光纤气体传感器,介绍其测量原理及特点,并对差分吸收检测和谐波检测两种基本的光纤气体传感器检测技术进行了详细的比较。最后通过举例介绍分布反馈式半导体激光器(DFBLD)构成的能够同时检测甲烷和乙炔两种气体的谐波检测系统以及由LED构成的甲烷时间差分检测系统,来进一步说明光纤气体传感器在实际生活中的应用。

关键词:光纤气体传感器;光谱吸收型;差分吸收检测;谐波检测

The Research of Optical Fiber Gas Sensor

Abstract

In modern production and life, with the improvement of living standards, the demands of human on the purification of ecological environment are getting higher and higher. Therefore, the real-time detection of the harmful gases in the air is particularly important. Especially as areas such as coal and chemicals, the detection and prediction of the toxic air, toxic gas monitoring and forecasting is a serious problem which should be solved. And the application and research of fiber-optic gas sensor in this field are booming. In this paper, firstly, based on different measurement methods, I make optical gas sensors to classify, and then introduced each of the principle of optical fiber gas sensor, analysis and comparison of their respective advantages and disadvantages. Then settled in the spectral absorption-based fiber-optic gas sensor which is the most closest to the practical use in the present life, introduce its measuring principle and characteristics, and carry out a detailed comparison of the differential absorption detection and the harmonic wave detection which are two basic fiber-optic gas sensor detection techniques Finally, through the examples of harmonic wave Detection System which is composed with the distributed feedback semiconductor laser (DFBLD) and can detective two gases as methane and acetylene at the same time As well as the methane time-difference detection system which is composed with the LED to make a further illustration about the applications of optical fiber gas sensor in real life. 

Key words: fiber-optic gas sensor; spectral absorption type; differential absorption detection; harmonic wave detection

目    录

第一章 引    言    5

第二章 光纤气体传感器的介绍、分类及原理    5

2.1 光纤气体传感器的分类    5

2.1.1 传感型光纤气体传感器    6

2.1.2 传光型光纤气体传感器    6

2.2渐逝场型光纤气体传感器    6

2.3荧光型光纤气体传感器    7

2.4染料指示剂型光纤气体传感器    7

2.5 折射率变化型光纤气体传感器    8

2.6多点复用型光纤气体传感器    9

2.7 光谱吸收型光纤气体传感器    9

第三章 光谱吸收型光线气体传感器的原理及检测方法    10

3.1 吸收型光纤气体传感器的基本原理    10

3.2光谱吸收型光纤气体传感器的的检测方法    11

3.2.1 差分吸收检测    11

3.2.2谐波检测    13

第四章 光谱吸收型光纤气体传感器的应用    13

4.1甲烷和乙炔谐波检测系统    14

4.2甲烷气体差分检测系统    15

第五章 总结    16

光纤气体传感器的研究

第一章 引    言

工程测试过程中,及时、准确地对易燃、易爆、有毒、有害气体进行监测预报和自动控制已成为当前煤炭、石油、化工、电力等部门亟待解决的重要问题之一。同时随着人们生活水平的提高,人类对生态环境的要求也越来越高。迫切要求监测,监控易燃、易爆、有毒、有害气体,减少环境污染,确保身心健康。因此研制气体传感系统已成为当今传感技术发展领域的一个重要课题。光纤气体传感器具有传输功率损耗小,传输信息容量大,抗电磁干扰能力强,且耐高温、高压、腐蚀,绝缘,阻燃防爆,易于实现远距离遥测和良好的气体选择性等,因此吸引了众多科技工作者从事这方面的研究。

许多气体在红外波段有本征吸收,在近红外和可见波段有较弱的泛频吸收线。硅光纤的低频损耗窗口的波长覆盖了0.8μm-1.7μm的范围,在这一波段发光器件和接受器件都是比较理想的光电转换器件,因此光纤气体传感器可以用于环境检测,程控,尤其是在恶劣环境下的在线,连续监测方面发挥着重要作用,有着不可替代的优势。[2]

第二章 光纤气体传感器的介绍、分类及原理

2.1 光纤气体传感器的分类

光纤气体传感器是光纤传感技术的一个重要的应用分支。光纤传感本身具有的独特优势使得光纤气体传感器在气敏传感领域尤为受到重视。

光纤气体传感器根据传感原理分两大类:一类是传光型光纤气体传感器,光纤在传感系统中只起到传输光波的作用,探头则为外加的换能器;另一类是传感型光纤气体传感器,光纤不仅具有光波传导作用,还有气体探头的作用。国外这两类传感器分别称为外作用型和内作用型光纤气体传感器。

2.1.1 传感型光纤气体传感器

传感型光纤气体传感器是利用待测气体与光纤中传输光的相互作用来实现的。它的传感机制取决于不同气体固有的与光波不同的相互效应,这类传感器的传感机制随不同的气体而不同。基于折射率变化/光程变化的光纤气体传感器是在光纤表面或端面涂敷上一层特殊材料,这类材料的体积或折射率对一些气体敏感。基于染料指示剂的光纤气体传感器是应用染料指示剂作为中间物来实现间接传感,染料和被测气体发生化学作用,其光学性质发生变化,通过测量其变化,就得到被测气体的信息。多孔光纤气体传感器是利用化学方法在光纤上形成许多微孔结构,这些微孔结构允许气体与光纤中的光场发生强烈的相互作用,从而实现多种气体的检测,水蒸气浓度的检测就是多孔光纤气敏传感的一个典型实例。基于荧光效应的光纤气体传感器是通过测量与其相应的荧光辐射来确定气体的浓度,被测气体的浓度既可以改变荧光辐射的强度,也可以改变其寿命,因此又可分为两类:一是测量荧光辐射的强度,另一类是测量荧光辐射寿命,基于荧光效应光纤气敏传感对检测氧气和氢离子浓度尤为显著。[3]

2.1.2 传光型光纤气体传感器

在传光型光纤气体传感器中,光纤仅作为传输介质,只起传输光能的作用。通过光能与待测气体间相互作用产生的各种信息或借助于某种换能器,使得待测气体的某个或某些特性的改变从而得以检测。目前它们之间的相互作用主要表现为气体对光波的红外吸收效应。很多气体在红外光谱区都存在较强的吸收谱线,而且相关谱线和现有的光源及光纤的低损耗传输窗口相适应,从而使得基于气体红外吸收效应的检测技术成为光纤气体传感器的一个主流方向。

目前生活中主要有光谱吸收型,渐逝场型,荧光型,燃料指示剂型,折射率变化型,多点复用型等几种光纤气体传感器。下面将分别简单介绍它们各自的原理及优缺点。[3]

2.2渐逝场型光纤气体传感器

渐逝场型光纤气体传感器是利用光纤接口附近的渐逝场被气体吸收峰衰减来测量气体浓度的。从本质上说,可以认为它是一种特殊的光谱吸收型光纤气体传感器。

对于光纤中的导模(传播模)可以认为光在光纤芯子和包层的界面上发生全反射,这时在包层中出现渐逝场,它的电场振幅随着与光纤芯子距离的增大而呈指数衰减。一种典型的渐逝场型光纤气体传感器是将普通光纤的包层去掉一部分形成所谓D型光纤,使得包层中的一部分光波能量处于环境中,待测气体与消逝场中的光波相互作用产生吸收从而使出射光强发生变化。如图1是采用D型光纤测量甲烷浓度的原理装置图。[1]

图1 采用D型光纤测量甲烷浓度的原理装置图

2.3荧光型光纤气体传感器

这是一种通过测量与气体相应的荧光辐射来确定其浓度的光纤气体传感器。荧光可以由被测气体本身产生,也可以由与其相互作用的荧光物质产生。荧光物质吸收光谱中特定波长的光照射。被测其它浓度既可以改变荧光辐射的强度,也可以改变其寿命。

与吸收型光纤气体传感器相比,荧光型光纤气体传感器所用波长(荧光波长)不同于激励光波长。由于不同的荧光材料通常具有不同的荧光波长,因此荧光型光纤气体传感器对被测量的鉴别性好。实际上希望辐射波长和激励波长离得越远越好,这样在输出端可用廉价的波长滤波器将激励光和传感光分开。通常希望激励波长在可见光或近红外区,这一波段上光源技术成熟,价格也低廉。但因为信号微弱是荧光气体传感的主要因素,使得检测系统复杂,因而系统的成本较高。

2.4染料指示剂型光纤气体传感器

一些气体在石英光纤低损耗窗口内没有较强的吸收峰,但相应波长的光源或检测器太昂贵,这是影响这一技术实用化的主要问题。解决这一问题的方法之一是使用染料指示剂作为中间物质来实现间接传感。染料和被测的气体发生化学反应,使得染料的光学性质发生变化利用光纤传感器测量这种变化,就可以得到被测气体的浓度信息。最常见的染料指示剂型光纤气体传感器,染料指示剂(如石蕊或酚红试纸)的颜色会随着pH的变化而变化,引起对光的吸收的变化。通过测量某些气体浓度变化带来的pH值变化,来分析气体的信息。

基于染料指示剂的pH值测量原理是燃料指示剂(记为)一般为弱酸或弱酸根,其电离式为:

不同的弱酸和弱酸根()具有不同的颜色,对应于不同的吸收峰和吸收系数。上式满足下述热平衡方程,即

式中:为热平衡常数;代表离子的活性。对于淡溶液,活性近似等于离子的浓度(用表示)。定义

log

=-log

得到

=log

增加(pH减小),将促进反应向左进行,导致增加和减小。由于和具有不同的吸收特性,对于一定波长的光,通过溶液时经历的损耗将随pH值得变化而变化。

这种测量方法的优点是体积小、结构简单。缺点是鉴别性差,难以作为气体鉴别的唯一依据。作为成本低廉的一类传感器,近年来它的发展主要集中在选择新的染料指示剂,研究新的传感探头等方面。

2.5 折射率变化型光纤气体传感器

利用某些材料的体积或折射率对气体敏感的特性,将之代替光纤包层或涂敷于光纤表面,通过测量折射率变化引起的光纤波导参数(如有折射率和损耗)的变化,用光强检测或干涉测量手段可以得到气体浓度。通过测量干涉仪(如Michelson干涉仪、Mach-Zehnder干涉仪、法布里-珀涉仪等)输出光强度的变化来得到气体的浓度信息。图2是一种利用单模光纤测量气体浓度的Mach-Zehnder干涉仪,测量臂单模光纤的包层被剥去,在其表面涂上一层对气体敏感的聚合物,气体与测量臂上的聚合物发生作用改变单模光纤的有效折射率,从而在两臂的光信号之间形成一个相位差ΔΦ,使得测量光强成为相位的函数。

图2 利用单模光纤测量气体浓度的Mach-Zehnder干涉仪

光纤气体传感器结构简单,成本低廉,但是如何解决大批量生产的镀膜技术以及防止膜层的污染问题始终没有好的解决方法。

2.6多点复用型光纤气体传感器

光谱吸收型光纤气体传感器的理论与技术已经相当成熟,其最方便可靠的光源是分布反馈式(DFB)激光器,在通信波段的DFB激光器由于市场需求大,可进行批量生产,成本下降很快。但在气体传感波段,不同的气体有不同的吸收峰,需要不同的DFB激光器或其他可调谐激光器,使整个系统成本居高不下。对于单点光纤气体传感系统,高成本了它与电力传感器的竞争,如何降低成本成为当务之急。此外,发展光纤气体传感器还有许多困难:主要是气体检测种类还很有限,原因是光源波长的覆盖范围以及光纤的低损耗窗口有限还有待于新型廉价光源及地传输损耗的光纤的开发。为了使光纤气体传感器实用化,必须采用新型的现代光学器件,使结构紧凑、简化。研究开发微弱信号处理技术,使传感系统稳定性好,要有较高的灵敏度。采用计算机技术实现智能化,探索在单根光纤或少数几根光纤上实现多参数同时检测,制成实用的小型多功能光纤检测仪器。

2.7 光谱吸收型光纤气体传感器

光谱吸收型光纤气体传感器是目前最有前途和接近于实用化的一种光纤气体传感器,第三章将详细讨论其原理。[1]

第三章 光谱吸收型光线气体传感器的原理及检测方法

光谱吸收型光纤气体传感技术脱胎于激光光谱分析技术,结合现代光纤技术,将以前主要应用于实验室气体分析的激光光谱分析技术应用于工业现场。同时利用光纤的特点,使激光光谱分析技术在探测灵敏度、远程遥测、多点网络化测量方面有一个飞跃。

与其他的光纤气体传感技术相比,基于气体光谱吸收的光纤气体传感技术有灵敏度较高,响应速度快,抗温度、湿度等环境干扰能力强,气体传感探头(气室)简单可靠,易于形成网络等特点,它是目前最有用途和接近于实用化的一种光纤气体传感器。

3.1 吸收型光纤气体传感器的基本原理

光谱吸收型光线气体传感器利用气体在石英光纤透射窗口(0.8μm-1.7μm)内的吸收峰,测量由于气体吸收产生的光强衰减,得到气体的浓度。常见的气体(如、、、)在石英光纤透射窗口都有泛频吸收线,在这一波段发光器件和接收器件都是比较理想的光电转换器件。因此用这种方法可以对大多数的气体浓度进行较高精度的测量。

由于每一种气体都有固有的吸收光谱,因此当光源的发射谱与气体的吸收谱相吻合时,就会发生共振吸收,其吸收强度与该气体的体积分数有关,通过测量光谱的吸收强度就可测量气体的体积分数。当一束光强为输入平行光通过待测气体时,如果光源光谱覆盖一个或多个气体的吸收谱,则光通过气体时发生衰减。根据Beer-Lambert定律,出射光强与入射光强和气体的体积分数之间的关系为

            (1)

式中为气体吸收系数;为吸收路径的长度,m;为气体的体积分数。对上式进行变换

              (2)

从式(2)可知,如果已知,那么,通过检测,就可以得到待测气体的体积分数。

吸收型光纤气体传感器的一大优点是具有简单可靠的气室结构,而且只需要调换光源,对准另外的吸收谱线,就可以用同样的系统来检测不同的气体。

光谱吸收型光纤气体传感器是应用较为广泛的一类气体传感器。它采用的是普通光纤或多模光纤,这种传感器由光源、气室、双波束或双波长的光路以及信号处理4个环节组成。光源通常采用半导体激光器,包括发光二极管、激光二极管和分布反馈式半导体激光器(DFBLD,Distributed Feedback Laser Diode),极少数情况采用连续光源和气体激光器(如激光器)。采用半导体光源的原因式其驱动电路简单、易于光纤耦合、体积小、功耗低、寿命长、成本低等。气体吸收路径式影响检测气体灵敏度的一个重要因素,其结构大致可分为单光程吸收透射检测和反射(包括怀特腔多次反射)检测2种,怀特腔的多次反射增加了吸收路径长度,检测灵敏度可以较大幅度地提高,但实际上因多次反射会造成耦合状态易受振动影响的后果,因此无实际意义。光路结构一般由单光束、双光束、双波长3种基本形式,双光束、双波长方法用以消除光源老化、光功率不稳定因素。在信号处理上亦有直流光强检测、锁相检测和谱相关检测3种基本形式。由于光源受温度影响易造成光功率、光波长漂移,所以在实际检测种,多采用光强调制锁相检测的方法,希望通过调制来有效地抑制白噪声。

3.2光谱吸收型光纤气体传感器的的检测方法

在近红外波段,微弱信号的检测处理是吸收型光纤气体传感的关键技术。差分吸收检测和谐波检测是光纤气体传感技术的两个基本方法。下面根据半导体光源给出这两种方法的数学模型和基本系统结构。

3.2.1 差分吸收检测[1]

光波通过气体时,考虑到光路的干扰因素,式(1)的比尔-朗伯定律表示为

          (3)

式中:为透射光强;为入射光强;为给定波长的单位浓度、单位长度气体的吸收系数;L为待测气体与光相互作用的长度;C为待测气体的浓度;为光路干扰系数。

当用光纤传感系统检测气体时,式(3)还应包含一个比例系数K,则改写为

      (4)

仅从式(4)确定待测气体的浓度C是困难的,因为是一个随机变量。如果用两个波长()相近(但在吸收系数上有很大差别)的单色光同时或分别通过待测气体(但时间间隔很小),有

     (5)

      (6)

由式(5)和式(6)得,待测气体的浓度可以表示为

(7)

由于相差很小,光几乎同时接近和通过待测气体,可以认为

因此式(7)可以简化为

       (8)

适当调节光学系统使

                    (9)

则式(8)又可以简化为

                   (10)

实际应用中,波长为的光对应于检测其他的吸收谱线,波长为的光不被检测气体吸收(即为参考波长),在测试过程中为一空值,因此有。将对数在和附近进行泰勒展开,可得到

  (11)

于是气体浓度为

               (12)

在波长、下,若气体的吸收系数可以测量,则气体浓度就可以从和的测量中求出,称为差分吸收技术。从式(12)可以看出差分技术不仅从理论上完全消除了光路的干扰因素,而且还消除了光源输出光功率不稳定的影响。

3.2.2谐波检测

差分吸收检测虽然可以消除光路的干扰,但系统的固有噪声无法消除。谐波检测可以有效地消除系统噪声和各种干扰,广泛应用于微弱信号的检测。其基本原理是通过高频调制某个依赖于频率的信号,使其“扫描”待测的特征信号,然后在信号处理系统中,以调制频率或调制频率的倍频作为参考信号,用锁定放大器记录下要得到的信息,这一特征信息具有调制信号的一系列谐波信息。图3是利用压力调制检测气体吸收系数的系统结构框图。在参考气室充以100%的被检测气体,气室一侧贴有压电晶体PZT用以调制参考气室内的压力,气体的吸收线型被调制,从而实现气室内气体浓度和吸收系数的调制。当测量气室气体浓度信号与测量气室气体浓度信号相关,探测器输出的信号将发生变化。探测器后面的电路将信号中的交,直流部分分开,交流部分送入锁相放大器,气输出可与直流部分相除以消除光源或光传输过程中功率波动对测量结果的影响。这一检测系统对于干扰气体有较强抵抗能力,因为即使干扰气体的吸收带与被测气体有部分重叠,只要它们的吸收谱线结构上没有很大的相关性,输出信号也不会有较大的变化,可以达到比较理想的交叉灵敏度。然而在具体使用上,由于需要机械的精密加工,压电晶体PZT调制参考气室的精度很难达到预期目标,因而不能投入具体使用。在实际中易于实现的是光源频率或滤光器的透射或反射光频率的调制,从而实现气体吸收系数α的调制。[1][3]

图3 利用压力调制检测气体吸收系数的系统结构框图

第四章 光谱吸收型光纤气体传感器的应用

近来,吸收型光纤气体传感器已得到实际应用,如分布反馈式半导体激光器(DFBLD)构成的能够同时检测甲烷和乙炔2种气体的谐波检测系统以及由LED构成的甲烷时间差分检测系统。

甲烷和乙炔都是易燃易爆气体,在石英光纤的低损耗波段都有较强的吸收峰。甲烷在1.66和1.33波段有2个吸收峰,乙炔在1.53波段有吸收峰,可以用直接吸收的方法来进行测量。

4.1甲烷和乙炔谐波检测系统

图4是一个由DFB半导体激光器构成的光纤气体传感系统,该系统应用2个波长分别为1.66和1.53的DFB激光器(分别对应于甲烷和乙炔气体的吸收峰),可以同时测量甲烷和乙炔2种气体浓度。

图四DFB半导体激光器构成的光纤气体传感系统

2个频率分别为46.5kHz和49.5kHz的正弦信号分别叠加在2个DFB激光的驱动电流上,用来调制激光器波长。激光器前后两端面均发射激光,后向激光穿过长为3cm的参考气室,参考气室中是氮气、甲烷和乙炔的混合气体,其中甲烷、乙炔分别占7%、1%(一个大气压),然后由光电二极管探测,探测器输出经锁相放大器,得到一次谐波,经补偿、积分后,用来控制热电元件的电流,分别将2个半导体激光器DFB的波长锁定在甲烷和乙炔的吸收峰上。稳定后的激光器频率漂移小于10MHz。

2个半导体激光器DFB的输出光,经过一个光纤耦合器,共用一根4km长的单模输入光纤,通过一个10cm长的传感气室后,由另一根4km长的单模输入光纤送入一个InGaAsPIN光电探测器(PD)。光电探测器输出送入4个锁相放大器,分别检测2个调制频率的一次和二次谐波分量。一次谐波分量主要由强度调制引起,气幅度大小正比于光源的平均功率,与气体浓度没有关系。采用二次谐波和一次谐波的比值作为系统输出,可以消除激光器输出光强波动等共模噪声。应用这一系统,对甲烷和乙炔气体的浓度进行同时测量,所得到得甲烷和乙炔气体的灵敏度分别为和。

4.2甲烷气体差分检测系统

为了实现时间双光路差分吸收检测,波长为和的两光束应交替透过气室,为此设计了一个滤光片盘,盘上布有2片滤光片,中心波长分别对应于和。在滤光片2上海设计了以狭缝调节装置,调节光路强度。为了防止滤光片编号发生错位,在盘上开一个位置判断口,作为光电开关的光通道。滤光片的切换采用三相反应式步进电机驱动,由单片机高速输出口发出三相脉冲,驱动步进电机转动,实现滤光片的交替转换,并有单片机记录、处理相应的检测结果,实现时间双光路差分吸收检测。滤光片盘的外形结构如图5所示。

图五 滤光片盘的外形结构

单片机系统除对滤光片盘进行控制外,还要对锁相放大器的输出模拟信号进行处理和计算,光电探测器接受到通过气室后的光,转化为电流信号,经过前级放大和积分处理输出电压信号,再进行滤波和锁相放大等模拟处理环节后得到与光强有关的模拟电压信号。信号采集与处理电路是将模拟信号不失真地转换为数字信号,利用微处理器在数字域进一步对信号加工处理和计算,在显示屏上显示气体的浓度。

测量气室长为400mm,内径为15mm,有进气口和出气口。进气口通过针阀控制注入气室的气体流量。干涉滤光片的中心波长分别为1330nm和1270nm,半宽度为10nm,透过率为65%。滤光片、透镜与气室两端结合时,要保持在同一光轴上。

根据气体分子的吸收谱线,和这3种气体在1300nm附近也有吸收线,10nm带宽滤光片无法消除其影响,为此在气室的进气口处接一辅助干燥室,内壁的不同位置处涂有3层薄膜,用以消除这3种气体的交叉灵敏度。应用这一时间差分系统对甲烷气体的浓度进行测量,所得到的甲烷气体的灵敏度可达。[1]

第五章 总结

本文首先通过对光纤气体传感器研究背景及现状的论述,然后再详细介绍光纤气体传感器的原理,并落脚于生活中最常用的、现阶段发展最快的光谱吸收型光纤气体传感器,并研究了其原理及差分检测和谐波检测两种基本的检测技术。因此我们可以看出相比于其它电学类传感器而言,光纤气体传感器在恶劣环境下的在线、连续监测方面发挥着重要作用,有着不可替代的优势。首先,它适合于长距离在线测量。光纤传输损耗小,可长距离传输,并且光纤体积小,质量小,柔软可弯折,化学性质稳定,因而可将传感探头放入恶劣或危险地环境,由光纤将信号引出,在远距离安全地带进行遥控遥测。其次,它适合于测量易燃、易爆气体或工作于易燃、强电磁干扰环境。第三,它的传感单元结构简单,稳定可靠。最后,它易于组成光纤传感网络。光纤大的带宽使得它可以传输巨量信息。采用空分(SDM)、时分(TDM)以及波分(WDM)等多路复用技术,可以使多个光纤传感器共用同一根光纤、同一光源和同一信号检测设备,大大降低了系统成本。因此光纤气体传感器,特别是基于光谱吸收型光纤气体传感器的未来的发展和应用前景不可限量。

主要参考文献:

[1]王玉田等,光电子学光纤传器技术[M],国防工业出版社, 2003:217-246

[2]王晓梅,张玉钧,刘文清,王铁栋,董凤忠,王敏,高山虎,涂兴华等,大气中甲烷含量监测方法研究[J],光电子技术与信息,2005

[3]冉昌艳,光纤气体传感器的研究[J],[硕士学位论文],武汉理工大学,2006.5

[4]肖韶荣,大气监测光纤气体传感器的研究[J],[博士学位论文],南京理工大学,2006.6

[5]涂兴华,刘文清,王铁栋,王晓梅,王敏,张玉钧,刘建国,董凤忠,基于可调谐二极管激光吸收光谱学对二次谐波检测噪声分析研究[J],量子电子学报,2006

致  谢

本篇论文的完成离不开***老师的耐心指导和细心教导,在他的大力支持下我才完成了从论文选题,论文调研,一直到论文定稿的写作,同时我也对帮助我完成论文写作的同学及朋友表示感谢,他们对我的写作提出了许多宝贵的意见和建议,让我能够开拓思路,发散思维,尝试不同的方法解决问题。在此我对曹老师的指导和同学们的支持表示深深的感谢!下载本文

显示全文
专题