光纖甲烷氣體傳感研究.pdf

1、甲烷是瓦斯氣體的主要成分，而煤礦瓦斯爆炸事故頻發(fā)，不僅帶來(lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，更是造成了巨大的人員傷亡。因此實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)煤礦下甲烷氣體，是非常重要的。目前礦井下的傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法存在著不安全、不方便等缺點(diǎn)，基于光譜吸收式原理的光纖甲烷氣體傳感，有著安全性能高、受環(huán)境因素影響小、適于遠(yuǎn)距離測(cè)量且準(zhǔn)確度高、易于組網(wǎng)等優(yōu)點(diǎn)，受到越來(lái)越多的重視。
　　 本論文分析了甲烷氣體紅外吸收的原理，對(duì)甲烷的吸收譜線、吸收系數(shù)進(jìn)行了研究，在對(duì)比了幾種

2、解決方案的特點(diǎn)后，提出了用差分法來(lái)檢測(cè)甲烷濃度，并在此之上用梳狀濾波進(jìn)行了改進(jìn)。通過(guò)仿真分析得出，在低濃度時(shí)氣體濃度與輸出的信號(hào)參考光比值成線性關(guān)系。
　　 本實(shí)驗(yàn)用的是SLED 寬譜光源。在光路部分，寬帶濾波器濾出所需的波段；氣室用來(lái)氣體的通入導(dǎo)出；傳感單元選擇了準(zhǔn)直器級(jí)聯(lián)型和多次反射型兩種光學(xué)傳感探頭，因?yàn)楹笳邔?shí)用的可能性更高，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)用的是后一種；另外設(shè)計(jì)了一個(gè)光解復(fù)用器，用來(lái)分出信號(hào)光與參考光。最后詳細(xì)介紹了所用寬譜光