基于光子晶體光纖的氣體傳感器及其組網(wǎng)技術(shù)研究.pdf

1、在環(huán)境保護(hù)和現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中,低濃度氣體的探測必不可少,而且在現(xiàn)在的工業(yè)中急需一種可監(jiān)測多點(diǎn)氣體濃度信息的傳感網(wǎng)絡(luò)。光纖型氣體傳感設(shè)備和方案有著很多優(yōu)點(diǎn):抗干擾性強(qiáng)、本質(zhì)安全、體積小、易于組網(wǎng)、基于光通信技術(shù)、可實(shí)現(xiàn)智能化檢測等,這些顯著特點(diǎn)使其成為當(dāng)今國內(nèi)外傳感領(lǐng)域研究的主要對象。而光學(xué)光譜系統(tǒng)因?yàn)樘峁┝烁呙舾卸取⒍痰捻憫?yīng)時間、特定的分子吸收譜以及對電磁場的干擾抗性較大等原因在氣體傳感方面的應(yīng)用也是越來越廣泛。
　　基于光子晶體

2、光纖的氣體傳感器在近年來的研究越來越多,而關(guān)于傳感網(wǎng)絡(luò)的組建的研究卻比較少見到有報道,本論文以這兩點(diǎn)為主題,主要從以下幾個方面展開研究工作:
　　1)深入了解了空芯光子晶體光纖在氣體傳感方面的應(yīng)用,介紹了一種新型光譜吸收氣體傳感器,該傳感器使用空芯光子晶體光纖做氣室,測量了乙炔氣體在13吸收帶的吸收光譜圖,并根據(jù)乙炔氣體在1531.58nm吸收峰的衰減系數(shù)推算得該傳感器的檢測靈敏度可以達(dá)到94ppmv。
　　2)研究了當(dāng)前比

3、較流行的四種光纖氣體傳感網(wǎng)的組網(wǎng)方式,對這四種方法從系統(tǒng)損耗、信噪比等方面進(jìn)行了分析比較,結(jié)合本實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際情況選用其中一種基于波分復(fù)用的光纖乙炔氣體傳感網(wǎng)絡(luò),利用波分復(fù)用器將SLED光源發(fā)出的寬譜光分束為不同波長的窄帶光,每個窄帶光包含且僅包含乙炔氣體的一個吸收峰,然后利用不同的波長標(biāo)記不同的監(jiān)測點(diǎn),從而實(shí)現(xiàn)多個點(diǎn)同時檢測的功能。
　　3)實(shí)際搭建了一個3點(diǎn)同時探測的乙炔氣體傳感網(wǎng),對上面選用的系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)論證,分別利用乙炔氣