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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J 1 01 u. 0 2
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 10 0 ) 50 1

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
wa ee gh v ln t mo uain f p crm a sr t n n o t a f e a d tcin d lt o s e t o u b op i a d p i l i r g s ee t meh d o c b o to


a d r po e a n p o s d n
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 A 60 D 3 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 2 p 0p m

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 :N 4 T 27 文 献标 识 码 : A 文章 编 号 :09 6 1 ( 0 00 — 0 2 0 10 — 7 X 2 1 )7 0 5 . 4
第3 7卷第 7期 21 0 0年 7月
di1. 6 ̄i n10 — 7X2 1.703 o:03 9 .s. 9 6 1 .0 00.1 9 s 0




V0 -7 N . l . o7 3
Ap l d S in e a T c noo y pi ce c nd e h lg e
t ea rcrut ee ei e nrlet acvtsr c tn srV S L a d oki l e D 3 e rt e i i r s n d o ot rcl ai f e miigae ( C E ) n c-n mpi r 6 0 mp u c w d g tc ov i y u a e t l l a f A i
De i n o pe t um b o p i e m e ha e g ss ns r sg fa s c r a s r tv t n a e o ba e n t e fr tha m o i i n l s d o h s r i n c sg a
s n lt er s l t n r t 0p m. h s y tm l n td t e if e c f i h o r ef c u t n wo k d s b y i a; h e o u i ai i 2 p T i s se e i a e l n eo g t u c u t a i g o os mi h n u l s l o r e t l, a

e p r n eu t s o d ta e ei ag o n a eain h pb t e n tee n e t t n a d tef s h r nc x ei me t s l h we t h r s o dl e r lt s i ew e o c nr i n h rt amo i r s h t i r o h ao i
wa s d t xr c h rth r ni n o mai n t a u e d fe e o c n r to s o t a e g s Ex e ie s u e o e ta tt e f s a mo c i f r to o me s r ifr ntc n e tai n fme h n a i tnsv
mo i r g a d s i n i c r s a c . h s a e n l z dt ema h ma ia d l f h r t a mo i in l a e n n t i n ce t e e r h T i p p r ay e t e t l o n i f a h c mo e ef s h r n csg a s d o ot i b

Abta tMe a e a t t ns n te si p r n sac beti id s i ou t n e v o m na sr c: t n s ee i e fh tm ot teerhs jcsn n ut ap d c o . n i n e t h g d c o io o mo a r u r 1r i r 1
i l me t to l n o pt a b rme h n a e s r b s d o h rth r ni ina Ac u a e c re ta d mp e n a in p a fo i lf e t a e g ss n o a e n t e f s a mo c sg 1 c i i c r t u r n n
S in z o g C i-in, HI a - n , AO Jana WANG h o Z J h Z u , HANG K -e YANG R i HE h oy n ek , u ,C N S a -o g
( o ee f f m t n n o u i t n n i e n , riE g er g nvr t, abn10 0 C ia C lg I o ai d mm n ai g er g Ha n n i ei i sy H ri 5 0 1 hn ) l on r oa C c oE n i b n nU e i
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