基于光譜吸收法的光纖二氧化硫氣體傳感器的研究.pdf

1、隨著工業(yè)化的進程，現(xiàn)代社會對石油、天然氣和煤炭等能源的需求量日益增加，與此同時有越來越多的有害氣體排放到大氣中，環(huán)境污染問題日益嚴重。尤其受到密切關注的大氣污染給人類生活和工農業(yè)生產(chǎn)帶來日益嚴重的危害。因此，研制一種能夠實時監(jiān)測、具有較高靈敏度和分辨率的氣體濃度傳感器，使其用于檢測有害氣體濃度，不僅具有理論意義，更具有服務國民經(jīng)濟，改善人民生活的現(xiàn)實意義。
　　本文在分析各種氣體濃度檢測方法的主要優(yōu)缺點的基礎上，選擇二氧化硫(SO

2、2)作為研究對象，研究一種應用光纖傳感器的氣體濃度監(jiān)測儀。首先，本文綜述了光纖氣體傳感器的發(fā)展過程和現(xiàn)狀，分析了現(xiàn)有的氣體檢測技術和方法所存在的一些弊端，指出了它們的應用局限性。其次，從分子結構和分子光譜理論出發(fā)，討論了二氧化硫分子的紅外光譜結構，介紹了光纖傳感檢測理論及其相關的技術和方法。采用光譜吸收方法通過光纖傳輸光信號進行氣體濃度的實時遙測。提出基于氣體紅外吸收的諧波檢測技術，嘗試了一種新的光纖氣體濃度傳感方法。這種方法具有選擇性

3、高、壽命長、不受環(huán)境氣體影響，防電磁干擾等優(yōu)點。文中詳細討論了光纖傳感二氧化硫氣體濃度檢測儀的硬件設計，進行了光路、氣室的設計，并詳細分析和討論了光源的驅動及其穩(wěn)定性、光源的調制、諧波信號的拾取和處理等問題。其重點是優(yōu)化系統(tǒng)光路和電路的設計、最大限度的抑制噪聲，提高檢測系統(tǒng)的信噪比。
　　本文最后針對系統(tǒng)進行了試驗研究，包括光路損耗實驗、光纖傳感器檢測結果實驗，從而驗證了該系統(tǒng)的重復性和穩(wěn)定性較好，能夠適應相關的使用環(huán)境。同時驗證