基于光譜吸收原理的光纖甲烷氣體檢測(cè)研究.pdf

1、近年來(lái)，我國(guó)煤礦事故頻繁發(fā)生，且以瓦斯爆炸為主，給礦工的生命和國(guó)家財(cái)產(chǎn)安全已造成嚴(yán)重威脅。甲烷是瓦斯的主要成分，及時(shí)準(zhǔn)確地檢測(cè)甲烷濃度對(duì)工礦安全生產(chǎn)和環(huán)境監(jiān)測(cè)有著極其重要的意義。光纖氣體檢測(cè)技術(shù)是一種以光信號(hào)為載體、以光纖為信號(hào)傳輸通道的高靈敏度的氣體檢測(cè)技術(shù)。論文以甲烷氣體檢測(cè)為目的，進(jìn)行基于光譜吸收原理的光纖甲烷氣體傳感技術(shù)的研究。
　　論文首先介紹了各種光纖氣體檢測(cè)技術(shù)，回顧了光纖氣體傳感器的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，分析了

2、光纖氣體傳感中的影響因素和關(guān)鍵技術(shù)。通過(guò)對(duì)分子光譜理論的分析，給出氣體吸收測(cè)量的理論基礎(chǔ)，并確定了甲烷氣體的近紅外吸收譜線，對(duì)其吸收特性進(jìn)行分析，為傳感器數(shù)學(xué)模型的建立奠定理論基礎(chǔ)。
　　其次，闡述了甲烷檢測(cè)系統(tǒng)中光源、氣室、光路部分和光電探測(cè)器的特性以及對(duì)測(cè)量的影響，設(shè)計(jì)了可以減小干涉噪聲的小型漸變折射率透鏡氣室結(jié)構(gòu)，并給出了檢測(cè)微弱信號(hào)的鎖相放大技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了所測(cè)信號(hào)的提取和放大。
　　最后，通過(guò)對(duì)甲烷探測(cè)系統(tǒng)中干涉噪聲的