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)，不僅帶來嚴重的經濟損失，更是造成了巨大的人員傷亡。因此實時動態(tài)準確的監(jiān)測煤礦下甲烷氣體，是非常重要的。目前礦井下的傳統(tǒng)監(jiān)測方法存在著不安全、不方便等缺點，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、適于遠距離測量且準確度高、易于組網等優(yōu)點，受到越來越多的重視。
　　 本論文分析了甲烷氣體紅外吸收的原理，對甲烷的吸收譜線、吸收系數(shù)進行了研究，在對比了幾種

2、解決方案的特點后，提出了用差分法來檢測甲烷濃度，并在此之上用梳狀濾波進行了改進。通過仿真分析得出，在低濃度時氣體濃度與輸出的信號參考光比值成線性關系。
　　 本實驗用的是SLED 寬譜光源。在光路部分，寬帶濾波器濾出所需的波段；氣室用來氣體的通入導出；傳感單元選擇了準直器級聯(lián)型和多次反射型兩種光學傳感探頭，因為后者實用的可能性更高，所以實驗時用的是后一種；另外設計了一個光解復用器，用來分出信號光與參考光。最后詳細介紹了所用寬譜光