光纤气体传感器

1、单击添加文本，单击添加文本，单击添加文本，光纤气体传感器及其应用、单击添加文本，单击添加文本，单击添加文本，目录，3。光纤气体传感器的原理和检测方法。光纤气体传感器的分类1。光纤气体传感器的应用背景。光纤气体传感器摘要，单击添加文本，单击添加文本，单击添加文本，1。光纤气体传感器的应用背景(1)在工程测试过程中，需要对易燃、易爆、有毒有害气体进行及时、准确的监测和预测。(2)随着人们生活水平的提高，人类对生态环境的要求越来越高。迫切需要监测易燃、易爆、有毒有害气体，减少环境污染，确保身心健康。(3)光纤气体传感器传输功率损耗低，传输信息量大，抗电磁干扰能力强，易于实现远程遥测。单击添加文本，2

2、。光纤气体传感器的分类及其性能比较，点击添加文本，2。光纤气体传感器分类，2-1光子晶体光纤气体传感器，2-2甲烷气体光纤探测器，3。光谱吸收传感器的原理和检测方法，3.1光谱吸收光纤传感器，通过检测透射光强度或反射光强度的变化来检测气体。每个气体分子都有自己的吸收(或辐射)光谱特征。光源的发射光谱仅在与气体吸收光谱重叠的部分被吸收，并且吸收的光强度将改变。单击添加文本，3。光谱吸收传感器的原理和检测方法。基于激光光谱分析技术设计了光谱吸收光纤传感器。结合现代光纤通信技术，主要用于实验室气体分析的激光光谱分析技术被应用于工业领域。同时，利用光纤技术的特点，光谱吸收式光纤传感器在探测灵敏度、远程

3、遥测和多点测量方面具有较大优势。单击以添加文本。3.光谱吸收光纤传感器的原理和检测方法。3.2与其他光纤气体传感器相比，近红外光谱吸收光纤传感器具有极高的测量灵敏度、极高的气体识别能力和快速响应能力。它具有气敏探头简单可靠、气室易组网等优点，是目前研究最广泛、最有前途的光纤气敏技术。单击添加文本，3。光谱吸收传感器的原理和检测方法，3.3光谱吸收气体传感器的理论基础，核心思想：朗伯-比尔定律，即光频v下的吸收系数，表示当体积浓度为100%，吸收光程长度为1cm时，吸收气体对频率为v的单色光的吸收能力；c是吸收气体体积浓度的百分比；l是总气体吸收光程，单位为厘米。单击添加文本，3。光谱吸收传感器

4、的原理和检测方法，核心思想：朗伯-比尔定律，点击添加文字，3。光谱吸收传感器的原理和检测方法3.4气体分子的光谱吸收理论气体分子只吸收能量刚好等于两个能级之间能量差的光子，被吸收的光子会从低能态激发到高能态，并长时间处于激发态。甲烷气体吸收光谱图，3。光谱吸收传感器的原理和检测方法，3.5检测方法，目的：抑制噪声和提高灵敏度，差分吸收技术调制技术，单波长差，双波长差，强度调制，浓度调制，波长调制，点击添加文本，3。光谱吸收传感器的原理和检测方法，单波长差，一直通过含有待测气体的检测室，一直通过没有被测气体的参考气体室，即真空，其衰减代表光路中与被测物质无关的损耗。单波长差分吸收技术适用于光谱线

5、宽小、能量集中的窄带光源，如激光器。如果激光器的中心波长与气体吸收峰的中心波长一致，则可以通过测量待测气体的输出光强来检测气体浓度。双波长差，3。光谱吸收传感器的原理和检测方法，单波长差，双波长差，优点：理论上可以完全消除光路的干扰因素，消除光源输出光功率不稳定的影响。缺点：光源中心波长的漂移和滤波特性对检测结果的影响都是无能为力的。光谱吸收传感器的原理和检测方法，单波长差，两个滤光片的中心波长分别对应被测气体的强吸收峰，称为工作波长；对应于被检测气体的弱吸收带被称为参考波长。这两个波长尽可能地接近，从而可以认为光路对工作波长和参考波长的干涉效应大致相等。双波长差，3。光谱吸收传感器的原理和检

6、测方法，单波长差，双波长差，优点：有效消除光路干扰和光源强度变化的影响，灵敏度高缺点：使用斩波器使稳定性不高；滤光器的使用使得有用的光功率不足。近年来，吸收式光纤气体传感器在实际中得到了应用，如由分布式反馈半导体激光器构成的谐波检测系统可以同时检测甲烷和乙炔，由发光二极管构成的甲烷时差检测系统。甲烷和乙炔都是易燃易爆气体，在应时光纤的低损耗波段有很强的吸收峰。甲烷在1.66和1.33处有两个吸收峰，而乙炔在1.53处有一个吸收峰，可以通过直接吸收来测量。光谱吸收传感器的应用右图是由DFB半导体激光器组成的光纤气体传感系统，它使用两个波长分别为1.66和1.53的DFB激光器(分别对应于甲烷和乙炔的吸收峰)，可以同时测量甲烷和乙炔的浓度。综上所述，首先阐述了光纤气体传感器的研究背景和优势，然后介绍了光纤气体传感器的具体原理，确定了目前发展最快、应用最广泛的光谱吸收式光纤气体传感器。可见，与其他