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多通道光纤可燃气体监测系统的研究
  • ISSN号:1005-0086
  • 期刊名称:光电子-激光
  • 时间:2013.2
  • 页码:316-322
  • 分类:O433.51[机械工程—光学工程;理学—光学;理学—物理]
  • 作者机构:[1]武汉理工大学国际教育学院,光纤传感技术与信息处理教育部重点实验室,湖北武汉430070
  • 相关基金:国家自然科学基金(61205072)和中央高校基本科研业务费专项基金(2011-IV-032)资助项目
  • 相关项目:基于共轭干涉的光学气体传感理论与方法的研究
作者: 姜宁|
中文摘要:

采用可调谐激光吸收光谱(TDLAs)技术和光分路技术,实现了多通道光纤可燃气体监测系统的研制。系统中,监测仪部分采用分离式设计,无源传感探头和有源仪表之间通过光纤连接,含有浓度信息的光信号通过光纤传输到仪表进行处理。传感探头仅由气室和光纤组成,不带有任何电路,可以保证探头的本质安全性和抗电磁干扰能力。设计了乘法解调电路,以解决光纤传输产生的相位延时,而导致测量结果偏差的问题。测试结果表明,本文系统能够实现现场非电、远程、长期在线和分布式气体浓度监测预警预报,且检测结果不受光纤长度变化的影响,在工业标准的100最低爆炸极限(LEL)测量范围内能够正确检测CH4气体浓度值,检测灵敏度为0.1LEL.

英文摘要:

This paper realizes the four-channel optical fiber combustible gas monitoring system by using the tunable diode laser absorption spectroscopy (TDLAS) and light splitting technology. The monitoring of the system is the separation type. The passive sensing probe and active instrument are connected by the optical fiber. The light signal containing concentration information transfers to the instruments to be processed through the optical fiber. The sensing probe which is only composed of the gas chamber and optical component without any circuit can guarantee the intrinsic safety and the anti-interference ability of the probe. The system can realize the warning forecast of the remote, long-term online distributed gas concentration. The paper also designs a phase-lock multiplication demodulating circuit, which can analyze the weak signal and solve the phase delay caused by the fiber transmission and find a solution to the de- viation of the results. The monitor system emplaces 71 optical fiber methane sensing probes in a large oil depot reservoir area. The long-term experiment results show that the measurement results of the system are not influenced by the length of the optical fiber, and the system can get a correct detection of gas concentration value in the 0--5% (0--100 LEL) measuring range.

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期刊信息
  • 《光电子.激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:天津市教育委员会
  • 主办单位:天津理工大学 中国光学学会
  • 主编:巴恩旭
  • 地址:天津市西青区宾水西道391号
  • 邮编:300384
  • 邮箱:baenxu@263.net baenxu@aliyun.com
  • 电话:022-60214470
  • 国际标准刊号:ISSN:1005-0086
  • 国内统一刊号:ISSN:12-1182/O4
  • 邮发代号:6-123
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:16551