光纤化的气体传感技术 被引量：33

1

作者 喻洪波 廖延彪 +1 位作者 靳伟 何海律 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2002年第3期193-196,共4页

中简要回顾了光纤气体传感技术近二十年的发展历程 ,对光纤气体传感的关键技术进行了分析 ,在此基础上提出通过对工业现场条件下的传感单元的研究 ,可调谐光源的研究以及复用技术的研究 ,可以使光纤气体传感技术最终走向实用化。

关键词 光纤化 气体传感技术 光纤传感器 可调谐光源

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光谱吸收式光纤甲烷气体传感器及其信号处理方法 被引量：18

2

作者 王书涛 车仁生 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期112-115,共4页

基于气体在其特征吸收波长下光的吸收随浓度变化的机理，通过对甲烷气体吸收光谱的分析，提出了一种光谱吸收式全光纤甲烷气体传感器及其系统。该系统以1300nm波段的DFBLD作为光源，波长响应范围为l100～1900nm的高灵敏度、低噪声的InGa... 基于气体在其特征吸收波长下光的吸收随浓度变化的机理，通过对甲烷气体吸收光谱的分析，提出了一种光谱吸收式全光纤甲烷气体传感器及其系统。该系统以1300nm波段的DFBLD作为光源，波长响应范围为l100～1900nm的高灵敏度、低噪声的InGaAsPIN作为光电探测器，利用锁相放大器对传输信号进行相敏检波，采用一次谐波反馈光源注入电流、二次谐波与一次谐波的比值作为系统输出的谐波检测技术对微弱信号进行处理，使得系统达到很高的灵敏度。研究表明，该传感器的灵敏度达到10ppm，精确度和稳定性等性能指标均可满足甲烷气体检测要求。 展开更多

关键词 光纤传感器 气体传感器 谐波检测 甲烷 信号处理

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光纤CH_4气体传感器的实验研究 被引量：22

3

作者 乔学光 王佳 +3 位作者 贾振安 赵大壮 周红 武婧 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期851-854,共4页

根据CH4气体近红外的光谱吸收特性,讨论并制作了一种易于实现的光纤CH4气体传感器。传感器基于Lambert-beer定律,采用1653nm的分布反馈式激光器(DFB-LD)光源,具有很高的测量精度。通过分析实验测得的CH4吸收曲线,得出系统的灵敏度为6.25... 根据CH4气体近红外的光谱吸收特性,讨论并制作了一种易于实现的光纤CH4气体传感器。传感器基于Lambert-beer定律,采用1653nm的分布反馈式激光器(DFB-LD)光源,具有很高的测量精度。通过分析实验测得的CH4吸收曲线,得出系统的灵敏度为6.252×10-4μW/ppm,分辨率为64ppm,可探测最低浓度为100ppm。 展开更多

关键词 光纤气体传感器 CH4 光谱吸收

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基于光声光谱法的光纤气体传感器研究 被引量：11

4

作者 王书涛 车仁生 +1 位作者 王玉田 田庆国 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第8期979-982,共4页

论述了光声光谱信号的产生。提出用光纤相位传感器代替传统的微音器检测光声信号 ,讨论了光纤中光波的相位变化与光声信号的关系。设计了光学长程结构 ,有效增加了对光功率的吸收。用染料激光器作光源对SO2气体浓度进行测量。实验表明 ... 论述了光声光谱信号的产生。提出用光纤相位传感器代替传统的微音器检测光声信号 ,讨论了光纤中光波的相位变化与光声信号的关系。设计了光学长程结构 ,有效增加了对光功率的吸收。用染料激光器作光源对SO2气体浓度进行测量。实验表明 ,最低检测灵敏度可达 1 2× 10 -10 。由于采用光谱技术与光纤技术相结合 ,使研制的传感器具有较高的灵敏度 ,信号的传输通道具有强的抗电磁干扰及防燃防爆能力。气体探头体积小 ,响应速度较快。信号处理电路具有较强的抑制噪声干扰能力。该传感器及其系统在灵敏度、精度。 展开更多

关键词 集成光学 激光检测 光纤气体传感器 光声光谱 相位调制

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光纤传感器研究 被引量：19

5

作者 林金梅 潘锋 +3 位作者 李茂东 王恋 李仕平 黄国家 《自动化仪表》 CAS 2020年第1期37-41,共5页

光纤传感器具有抗电磁干扰、耐事故能力强、小型化、精度高等优点。为促进光纤传感器在更多行业的应用,对光纤传感器的研究进展进行了总结。介绍了光纤传感器的基本组成和原理,概括了光纤传感器分类特征。按光纤在传感器中的作用,可分... 光纤传感器具有抗电磁干扰、耐事故能力强、小型化、精度高等优点。为促进光纤传感器在更多行业的应用,对光纤传感器的研究进展进行了总结。介绍了光纤传感器的基本组成和原理,概括了光纤传感器分类特征。按光纤在传感器中的作用,可分为功能型(全光纤型)光纤传感器、传光型光纤传感器和拾光型光纤传感器。按光波调制方式,可分为强度调制型光纤传感器、频率调制型光纤传感器、波长调制型光纤传感器、相位调制型光纤传感器以及偏振态调制型光纤传感器。按传感器目标分布方式,可分为点式光纤传感器、准分布式光纤传感器和分布式光纤传感器。阐述了光纤传感器在温度、位移和气体测量方面的应用现状,并讨论了未来光纤传感器的发展趋示。 展开更多

关键词 光纤 光纤传感器 光波调制 相位调制 温度传感器 位移传感器 气体传感器

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光谱吸收型光纤气体传感器的研究 被引量：17

6

作者 王立新 张爱军 +2 位作者 张宇 罗德新 甘维兵 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2005年第1期12-13,共2页

研究和讨论了一种易于实现的光谱吸收型光纤气体传感器。采用LED作为光源,利用可调谐法布里-珀罗腔的选频特性进行检波,并采用谐波检测,显著提高了检测的灵敏度。同时,采用多光路设计和软件控制相结合,可在线检测多种气体,克服了以往气... 研究和讨论了一种易于实现的光谱吸收型光纤气体传感器。采用LED作为光源,利用可调谐法布里-珀罗腔的选频特性进行检波,并采用谐波检测,显著提高了检测的灵敏度。同时,采用多光路设计和软件控制相结合,可在线检测多种气体,克服了以往气体传感器只能检测一种气体的缺点,大大增加了该传感器的适用性。 展开更多

关键词 光纤气体传感器 可调谐法布里-珀罗腔 光谱吸收

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可调谐激光吸收光谱学检测甲烷浓度的新方案研究 被引量：19

7

作者 曹家年 张可可 王琢 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期2597-2602,共6页

基于可调谐二极管激光吸收光谱的光纤气体传感器检测气体浓度,具有灵敏度高、选择性好、响应时间快等优点。目前报导的基于二次谐波的气体浓度检测系统,普遍采用一次、二次谐波幅值之比作为系统输出,消除光强波动的影响。研究中分析了... 基于可调谐二极管激光吸收光谱的光纤气体传感器检测气体浓度,具有灵敏度高、选择性好、响应时间快等优点。目前报导的基于二次谐波的气体浓度检测系统,普遍采用一次、二次谐波幅值之比作为系统输出,消除光强波动的影响。研究中分析了二次谐波检测方案的特点与不足,提出利用一次谐波检测甲烷的浓度,以一次谐波峰峰值与平均值的比值作为系统输出,系统结构简单,并可抑制光源波长漂移和扫描步长等因素对系统检测精度的影响。实验结果表明甲烷的浓度与系统输出值之间具有很好的线性关系,其线性拟合系数为0.999,系统的分辨率和检测精度分别为20×10-6和100×10-6。 展开更多

关键词 光纤气体传感器 可调谐二极管激光吸收光谱 波长漂移 扫描步长

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基于开放式气室的光纤气体传感器的信号分析 被引量：12

8

作者 肖韶荣 严婕 +1 位作者 肖韶荣 陈进榜 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第6期531-535,共5页

根据信号处理理论,分析了开放式光纤气体传感器吸收池的光信号输出特性,提出了设计吸收池的判据,即腔片上复合光束相邻两光斑不重叠时,其输出特性与White型吸收池等效.在信号处理系统中,采用窄带滤波和相敏检波技术,使传感器的输出特性... 根据信号处理理论,分析了开放式光纤气体传感器吸收池的光信号输出特性,提出了设计吸收池的判据,即腔片上复合光束相邻两光斑不重叠时,其输出特性与White型吸收池等效.在信号处理系统中,采用窄带滤波和相敏检波技术,使传感器的输出特性参数的对数值与待测气体浓度成正比.因此,可按Lambert定律对传感器定标. 展开更多

关键词 开放式 气室 光纤气体传感器 信号分析 光纤技术 信号处理

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调制式光纤甲烷气体传感器的研究 被引量：11

9

作者 王玉田 郭增军 王莉田 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2002年第2期35-38,共4页

利用Fabry-Perot腔的选频特性,考虑与光纤的低损耗窗口相一致和价格等因素,以价廉的1300nm波段的LED作为光源,实现了PZT对Fabry-Perot腔的正弦调制;对甲烷气体浓度进行谐波检测,检测灵敏度可达10ppm。研究表明,该传感器灵敏度和稳定性... 利用Fabry-Perot腔的选频特性,考虑与光纤的低损耗窗口相一致和价格等因素,以价廉的1300nm波段的LED作为光源,实现了PZT对Fabry-Perot腔的正弦调制;对甲烷气体浓度进行谐波检测,检测灵敏度可达10ppm。研究表明,该传感器灵敏度和稳定性大大提高。 展开更多

关键词 甲烷 法布里-珀罗谐振腔 光纤传感器 气体传感器 谐波检测

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光纤传感技术在气体检测方面的应用 被引量：8

10

作者 贾振安 王佳 +1 位作者 乔学光 葛朋 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2009年第4期55-58,共4页

介绍了气体传感器的主要特性与光纤传感技术在气体检测方面的应用,比较了几种光纤气体传感器的优缺点,设计了一种基于光谱吸收原理的新型开放式气体传感器,展望了光纤气体传感器的发展方向和广阔前景。

关键词 气体检测 光纤传感技术 光纤气体传感器

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基于NB-IoT和云平台的瓦斯浓度监测与预警系统的研究 被引量：9

11

作者 肖军 刘洲洲 +2 位作者 王琳 吴宇 陈鹏 《机床与液压》 北大核心 2021年第6期60-63,共4页

瓦斯浓度是石油化工、煤矿开采作业中危害生产安全的重要因素,因此必须通过科学的手段实现瓦斯浓度快速、精确的检测。以煤矿井下瓦斯浓度监测为研究对象,探讨光纤气体传感器的工作原理,并基于光纤气体传感器进行井下瓦斯浓度监测系统... 瓦斯浓度是石油化工、煤矿开采作业中危害生产安全的重要因素,因此必须通过科学的手段实现瓦斯浓度快速、精确的检测。以煤矿井下瓦斯浓度监测为研究对象,探讨光纤气体传感器的工作原理,并基于光纤气体传感器进行井下瓦斯浓度监测系统设计。经过模拟实验和实测检验,验证了所设计的系统灵敏度高、响应速度快,适用于恶劣工况下的气体浓度检测。 展开更多

关键词 NB-IoT 瓦斯浓度监测 光纤气体传感器 无线传感器网络

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吸收型光纤硫化氢气体检测研究 被引量：9

12

作者 贾振安 王俊锋 +2 位作者 周红 白亮 王炜 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2013年第7期142-146,共5页

基于气体近红外选择性吸收理论和Beer-Lambert定律,研究了硫化氢气体的拉曼散射特性,同时采用宽带光源光谱吸收检测技术对H2S气体进行检测。将自聚焦透镜作为光纤准直透镜和聚焦透镜,并将其应用于透射型气室。同时,提出了在透射式气室... 基于气体近红外选择性吸收理论和Beer-Lambert定律,研究了硫化氢气体的拉曼散射特性,同时采用宽带光源光谱吸收检测技术对H2S气体进行检测。将自聚焦透镜作为光纤准直透镜和聚焦透镜,并将其应用于透射型气室。同时,提出了在透射式气室中将多对自聚焦透镜组串联使用以增加吸收光程的方法,该方法可以明显提高气室的检测灵敏度。通过分析实验测得的H2S吸收曲线,得到系统的灵敏度为3.672×10-4μW/(μL/L),分辨率为122.5μL/L。 展开更多

关键词 光谱学 H2S吸收谱 自聚焦透镜 气室 光纤气体传感

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光程可调吸收气室气体传感器研究 被引量：8

13

作者 程跃 罗晓乐 +3 位作者 刘磊 张鹏 吴礼章 叶杨高 《传感器与微系统》 CSCD 2016年第6期56-58,65,共4页

光程可调吸收气室可满足光纤气体传感器不同探测灵敏度和量程的需求。介绍了吸收气室的基本结构,并利用Trace Pro软件对气室进行了光学仿真设计和分析,确定了多次反射池的光学参数。对气室的结构、防腐工艺、密封工艺及光程可调节进行... 光程可调吸收气室可满足光纤气体传感器不同探测灵敏度和量程的需求。介绍了吸收气室的基本结构,并利用Trace Pro软件对气室进行了光学仿真设计和分析,确定了多次反射池的光学参数。对气室的结构、防腐工艺、密封工艺及光程可调节进行了研究。通过调试和实验测量,结果表明：气室光程可在0.8~30 m范围调节,完全可应用于低浓度气体（对应长光程气室）和高浓度气体（对应短光程气室）的检测。 展开更多

关键词 光纤气体传感器 吸收气室 可调光程 气室光学仿真 TRACEPRO

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CH_4和CO一体化光纤传感检测技术的研究 被引量：7

14

作者 赵磊 王洪海 +1 位作者 余鑫 汪冰冰 《武汉理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第17期4-6,共3页

基于气体在吸收峰波长下对光的吸收随浓度变化的原理,研制一种光纤式气体监测仪,根据被测气体的吸收峰对应的波长选择分布反馈式半导体激光器作为光源,采用不同频率的光源驱动电路实现对多种气体浓度的同时检测。对甲烷和一氧化碳气体... 基于气体在吸收峰波长下对光的吸收随浓度变化的原理,研制一种光纤式气体监测仪,根据被测气体的吸收峰对应的波长选择分布反馈式半导体激光器作为光源,采用不同频率的光源驱动电路实现对多种气体浓度的同时检测。对甲烷和一氧化碳气体浓度的检测试验证明,该系统具有一定的检测灵敏度和精度。 展开更多

关键词 光纤传感 谐波检测 气体传感器

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基于自聚焦透镜的吸收型光纤气体传感器气室设计 被引量：4

15

作者 撒继铭 陈幼平 +1 位作者 张冈 周祖德 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2007年第3期11-12,共2页

基于气体分子红外吸收光谱的原理,设计了基于自聚焦透镜的透射式气室结构。利用自聚焦透镜作为光纤准直透镜和聚焦透镜,应用于透射型气室,并提出了在透射式气室中将多对自聚焦透镜组串联用以增加吸收光程的方法,用该方法可以明显提高气... 基于气体分子红外吸收光谱的原理,设计了基于自聚焦透镜的透射式气室结构。利用自聚焦透镜作为光纤准直透镜和聚焦透镜,应用于透射型气室,并提出了在透射式气室中将多对自聚焦透镜组串联用以增加吸收光程的方法,用该方法可以明显提高气室的检测灵敏度。基于自聚焦透镜的透射式气室成功地应用于基于谐波检测技术的吸收型光纤气体传感器系统中,获得较好的检测效果。 展开更多

关键词 自聚焦透镜 气室 光谱 光纤气体传感器

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光子晶体光纤的设计与应用研究综述 被引量：6

16

作者 赵丽娟 梁若愚 徐志钮 《半导体光电》 CAS 北大核心 2020年第4期464-471,共8页

光子晶体光纤具有较强的可设计性,一般通过改变光子晶体光纤包层中空气孔的大小、形状或者排列方式对光纤的传输特性进行调节,以此实现高双折射、高非线性、平坦色散及低限制性损耗等特性。光子晶体光纤的传输特性在不同领域中具有较大... 光子晶体光纤具有较强的可设计性,一般通过改变光子晶体光纤包层中空气孔的大小、形状或者排列方式对光纤的传输特性进行调节,以此实现高双折射、高非线性、平坦色散及低限制性损耗等特性。光子晶体光纤的传输特性在不同领域中具有较大的应用价值,如分布式传感、飞秒激光器和气体传感器等。文章首先介绍了光子晶体光纤的结构特征以及与普通单模光纤的区别,在此基础上针对各种典型的光子晶体光纤结构分析了其色散和非线性等传输特性。详细介绍了基于光子晶体光纤的分布式光纤传感、飞秒激光器和气体传感器的传感机理以及达到的传感性能,并与非基于光子晶体光纤的传感器的传感性能进行了比较,验证了基于光子晶体光纤传感器的优异性能。最后对光子晶体光纤的发展及应用进行了总结与展望。 展开更多

关键词 光子晶体光纤 结构优化 分布式光纤传感 飞秒激光器 气体传感器

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基于LabVIEW和Web服务器的光纤气体传感器监控系统 被引量：6

17

作者 程跃 刘磊 +1 位作者 张鹏 叶杨高 《仪表技术》 2016年第4期41-44,共4页

光纤气体传感器作为本质安全的传感器,具有其独特的优势。传感器的光谱信号解调及数据远程传输是该传感器实用化的基础。基于Lab VIEW和Web服务器开发了一套光纤气体传感器的监控系统,实现了用户管理,传感器光谱信号采集、处理及气体浓... 光纤气体传感器作为本质安全的传感器,具有其独特的优势。传感器的光谱信号解调及数据远程传输是该传感器实用化的基础。基于Lab VIEW和Web服务器开发了一套光纤气体传感器的监控系统,实现了用户管理,传感器光谱信号采集、处理及气体浓度的信号解调等功能,并通过开发Web服务器实现了数据的远程监控。该系统为光纤气体传感器信号解调及工业现场远程实时监测和数据远程传输提出了一种实用方法。 展开更多

关键词 虚拟仪器 LAB VIEW WEB服务器 光纤气体传感 监控系统

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光谱吸收型光纤气体传感器解调系统的研究 被引量：6

18

作者 王立新 冉昌艳 +1 位作者 柏俊杰 张爱军 《光学与光电技术》 2005年第4期8-10,共3页

提出了一种基于计算机的光纤气体传感器谐波检测的实验室解调方案。系统采用分布反馈式半导体激光器和数据采集卡,并利用所设计的解调软件进行信号解调,实现了气体浓度的谐波检测,并能实时显示采集波形及分析波形。

关键词 光纤气体传感器 谐波检测 解调 傅里叶变换

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高灵敏度光纤气体传感器的研究 被引量：4

19

作者 彭勇 《大连海事大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期87-89,共3页

研究了差分吸收式光谱吸收型光纤气体传感器.基于NO2的光谱吸收特性,设计了一种检测NO2浓度的光纤传感系统,以LED作为光源,采用双波长差分检测技术,有效消除了由光源、光纤和传感头的不稳定所引起的检测误差,提高了检测灵敏度,大大增加... 研究了差分吸收式光谱吸收型光纤气体传感器.基于NO2的光谱吸收特性,设计了一种检测NO2浓度的光纤传感系统,以LED作为光源,采用双波长差分检测技术,有效消除了由光源、光纤和传感头的不稳定所引起的检测误差,提高了检测灵敏度,大大增加了该传感器的适用性. 展开更多

关键词 光纤气体传感器 光谱吸收 差分检测

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差分吸收式光纤气体传感器的研究 被引量：2

20

作者 张爱军 冉昌艳 张宇 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2005年第10期8-9,12,共3页

研究和讨论了一种易于实现的光谱吸收型光纤气体传感器。采用分布反馈式半导体激光器作为光源,通过光源调制实现气体体积分数的谐波检测,显著提高了检测的灵敏度。同时,采用差分结构,消除了激光器光强波动等共模噪声的影响。

关键词 光纤气体传感器 谐波检测 差分光吸收

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