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自参考式光纤气体传感数据处理方法
  • ISSN号:0493-2137
  • 期刊名称:天津大学学报
  • 时间:2012.2.15
  • 页码:100-105
  • 分类:TN253[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]天津大学精密仪器与光电子工程学院,天津300072, [2]光电信息技术教育部重点实验室,天津300072, [3]中国电子技术标准化研究所,北京100007
  • 相关基金:基金项目:国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2010CB327802);国家自然科学基金资助项目(61108070,11004150);教育部博士点新教师基金资助项目(200800561020,200800561022);天津市科技支撑计划重点资助项目(11ZCKFGX01900);中国博士后科学基金资助项目(201003298);深圳市传感器技术重点实验室开放基金资助项目(SST201013).
  • 相关项目:基于铒镱共掺光纤的有源内腔式混合气体传感技术研究
中文摘要:

气体检测是光纤传感领域的一大研究热点.在强度吸收型气体传感系统中,吸收致光强变化的检测直接影响到气体浓度的解调精度.以内腔吸收式气体传感系统为例,采用自参考式数据处理方法实现气体吸收谱线的自动识别与浓度解调.根据朗伯.比尔(L-B)定律,理论推导了光强检测误差对浓度解调误差的影响.采用自参考式浓度解调算法,提取了乙炔气体的吸光度曲线,并从理论和实验2方面计算了气体吸收峰的吸光度.分别采用自参考式和预参考式解调算法,再结合2种不同的拟合线型,计算了500组实验数据中9条乙炔气体吸收谱线的吸光度.结果表明,采用自参考式解调算法.Lorentzian拟合时解调误差最小且不超过250×10^-6.再结合波长扫描理论,浓度传感的解调精度可得到进一步提升.

英文摘要:

Gas detection is one of the focuses in optical fiber technology. In intensity absorption type gas sensing system, the demodulation precision of gas concentration is influenced by absorption induced intensity variety. Taking intra-cavity absorption gas sensing system as an example, recognition of gas absorption spectrum and concentration demodulation can be realized by using self-reference type signal processing. According to Lambert-Beer Law, influence of optical intensity detection error on concentration demodulation error can be deduced theoretically. Using self-reference type demodulation algorithm, the absorbance curve of acetylene was obtained. And the absorbance of absorption peak was calculated theoretically and experimentally. By using self-reference and pre-reference type demodulation algorithm respectively, and by combining two fitting line-types, absorbance of nine absorption lines obtained from five hundred experiments was calculated. It is indicated by the results that the minimum demodulation error of less than 250× 10^- 6 can be obtained by self-reference type demodulation algorithm and Lorentzian fitting linetype. Combined with wavelength sweep technology, demodulation precision can be improved further.

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期刊信息
  • 《天津大学学报:自然科学与工程技术版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:
  • 主办单位:天津大学
  • 主编:单平
  • 地址:天津市南开区
  • 邮编:300072
  • 邮箱:
  • 电话:022-27403448
  • 国际标准刊号:ISSN:0493-2137
  • 国内统一刊号:ISSN:12-1127/N
  • 邮发代号:6-27
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵双效期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),美国剑桥科学文摘,中国中国科技核心期刊,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)
  • 被引量:6410