基于半导体激光器的光纤甲烷浓度传感系统研究

摘要

利用甲烷气体在倍频2ν3带较强吸收线R(4)支的波长为1650.96nm,基于气体红外特征光谱吸收原理,设计了一套多点实时监测甲烷气体浓度的光纤传感器网络,并建立了谐波检测的数学模型。该系统以1650nm波段的分布反馈式半导体激光器(DFBLD)作为光源,采用锁定放大器SR830对微弱电信号进行处理。实验表明,系统中单个传感器的分辨率可达200×10-6,长时间的精确度和稳定性均可满足实际要求,单个传感器的响应时间小于2s。通过理论分析得出系统中各传感器可放置于离地面20km以上的矿井中,且系统可在多场合进行多点的实时监测。