數(shù)字化光纖氣體檢測(cè)系統(tǒng)方案研究.pdf

1、瓦斯爆炸是影響煤礦生產(chǎn)安全的重大威脅之一，對(duì)主要成分為甲烷的瓦斯氣體進(jìn)行快速、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)具有重要意義。光譜吸收式氣體傳感器可采用全光纖探頭，安全可靠性高，可用于易燃易爆氣體的檢測(cè)。光譜吸收式氣體傳感器具有精度高，響應(yīng)速度快，非接觸式在線監(jiān)測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，在煤礦瓦斯氣體監(jiān)測(cè)、環(huán)境氣體監(jiān)測(cè)方面有廣泛的應(yīng)用前景。
　　 本文以甲烷為目標(biāo)氣體，對(duì)數(shù)字化光纖氣體檢測(cè)方案進(jìn)行研究。論文首先對(duì)甲烷氣體的吸收譜線進(jìn)行分析，闡述了光譜吸收式氣體傳感器的基

2、本原理。然后對(duì)可調(diào)諧二極管激光器吸收光譜學(xué)（TDLAS）的原理進(jìn)行深入分析，利用傅立葉級(jí)數(shù)分解理論對(duì)氣體吸收信號(hào)進(jìn)行理論分析，通過理論分析與仿真實(shí)驗(yàn)分析驗(yàn)證利用一次諧波信號(hào)檢測(cè)氣體濃度方案的可行性，并以此方案為核心設(shè)計(jì)了數(shù)字化光纖氣體檢測(cè)系統(tǒng)框架。
　　 論文重點(diǎn)研究了數(shù)字鎖定放大算法，及氣體檢測(cè)的環(huán)境溫度校正方案。為避免模擬器件直流漂移對(duì)氣體濃度檢測(cè)的影響，針對(duì)氣體吸收信號(hào)模型設(shè)計(jì)正交數(shù)字鎖定放大算法，在避免引入直流漂移的同時(shí)