基于一次谐波的光谱吸收式甲烷气体传感器设计

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Ｊ１０１ｕ．０２
Hale Waihona Puke 基于一次谐波的光谱吸收式甲烷气体传感器设计
石建中，曹家年，王琢，张可可，杨蕊，陈少勇
（尔滨工程大学信息与通信工程学院，哈黑龙江哈尔滨１００）５０１
摘
要：甲烷气体检测是工业生产、环境监测和科学研究领域中的一个重要研究课题．该文在基于波长调制技术的光谱吸
ｗａｅｅｇｈｖｌｎｔｍｏｕａｉｎｆｐｃｒｍａｓｒｔｎｎｏｔａｆｅａｄｔｃｉｎｄｌｔｏｓｅｔｏｕｂｏｐｉａｄｐｉｌｉｒｇｓｅｅｔｍｅｈｄｏｃｂｏｔｏ
．
，
ａｄｒｐｏｅａｎｐｏｓｄｎ
收式光纤气体检测方法的基础上，析了一次谐波信号的数学模型，分提出了一种基于一次谐波设计的光纤甲烷气体传感
器的实施方案，设计精确的电流和温度电路控制垂直腔面发射激光器，利用锁相放大器Ａ６０Ｄ３提取～次谐波信号幅度，实
现对不同浓度的甲烷气体进行测量．实验结果表明，一次谐波信号幅度与浓度存在着很好的线性关系，分辨率达到２ｐ０ｐｍ
．
该系统消除了光源波动的影响，工作稳定，简化了结构，调试简便．
关键词：甲烷；光谱吸收；一次谐波；光纤传感器
中图分类号：Ｎ４Ｔ２７文献标识码：Ａ文章编号：０９６１（０００ — ０２０１０ — ７Ｘ２１）７０５．４
第３７卷第７期２１００年７月
ｄｉ１．６￣ｉｎ１０ — ７Ｘ２１．７０３ｏ：０３９．ｓ．９６１．０００．１９ｓ０
应
用
科
技
Ｖ０－７Ｎ．ｌ．ｏ７３
ＡｐｌｄＳｉｎｅａＴｃｎｏｏｙｐｉｃｅｃｎｄｅｈｌｇｅ
ｔｅａｒｃｒｕｔｅｅｅｉｅｎｒｌｅｔａｃｖｔｓｒｃｔｎｓｒＶＳＬａｄｏｋｉｌｅＤ３ｅｒｔｅｉｉｒｓｎｄｏｏｔｒｃｌａｉｆｅｍｉｉｇａｅ（ＣＥ）ｎｃ－ｎｍｐｉｒ６０ｍｐｕｃｗｄｇｔｃｏｖｉｙｕａｅｔｌｌａｆＡｉ
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