新型光纤传感器的设计及其特性研究
一种新型光纤声音传感器的设计与研究
而对接收 光纤的光强进行调制，接收光强 同薄膜
与 光纤 距 离 的关 系称 为 光 强 调制 函数 ． 声压 的 在 作用 下，由于振 动膜 的位 移为 纳米级 ，远远 小于 振 动膜 厚 度 和 半径 ，因此 振 动 膜 的 弯 曲变 形 不 是 球 冠形 的．而 且 光 纤高 斯 半径 远 远 小于 振 动膜 半径 ， 所 以可 以将 接 收 光 纤 近 似 等 效 为平 面镜 成 像 ．如
用 于探测 电力故障 的异常 声音 ． 献 ［］ 文 １采用 Ｙ 型
构而 言，以 ２ 同心 光纤输 出电压之 比为声音 调制 个
信号， 克服了光强波动带来的影响． 相对于 ６根输 出光纤结构而 言， 在光纤耦合和信号处理上会更 简单． 当有声音产生时， 由于空气的振动带动传感 器探头前端 的振动膜片发生振动， 振动膜片对发 射光进行 强度调制， 通过光 电探测器转换传感器 直接输 出２ 个电压信号． 激光器输 出的光强很容易
图 １ 双 同心圆光纤结构
第一作者：杨建红 （９ ４ １７ 一），男， 安徽霍邱人， 博士／ 讲师，主要研究方向： 现代传感与检测技术． － ｉ ￣ｈｎ ＠ｈｕｅｕ ｎ Ｅｍａ： ｏｇ ｑ ． ． ｌ ｄｃ
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宁波大学学报 （ 理工版 ）
２ ０ ０９
感器输出信号则避免 了光强波动带 来的影响． 相 对于单输 入多输 出的光纤结构形式 ， 这种 光纤声 音传感器很 容易实现传感 器的微型化 和集 成化． 此外， 笔者也从理 论和实验对所研制的光纤声音 传感器特性进行 了研究．
失，假 设反射 膜 的光反 射 率为 ｇ， 假 设光纤 同振 且 动膜之 问 完全垂 直，由图 ３ 知 ２束接 收光纤 所接 可
光纤传感器的特点和工作原理
光纤传感器的特点和工作原理1.高灵敏度：光纤传感器能够接收到非常微弱的光信号，并将其转化为电信号进行数据处理。
这种高灵敏度使得光纤传感器可用于检测微小的变化和测量精细的物理量。
2.抗干扰性强：光纤传感器的光信号传输过程中不受电磁干扰的影响，使其具有较高的抗干扰性能。
与其他传感器相比，光纤传感器更适用于恶劣环境或强电磁干扰的场景。
3.长距离传输：光纤传感器光信号可以在长距离内传输而不损失信号质量，通常达到数公里甚至数十公里以上。
这使得光纤传感器适用于需要远距离传输的应用，如油井测量和风力发电等。
4.多通道传感：光纤传感器可以通过利用光纤束分光器将光信号分离为多个通道，从而可以同时监测多种物理量。
这种多通道传感方式使得光纤传感器在复杂环境下能够实现多参数的测量。
5.可编程性强：光纤传感器的灵活性较高，可以通过编程实现不同物理量的测量和检测。
这种可编程性使得光纤传感器可以应用于不同领域的需求，如工业自动化、医疗检测和环境监测等。
1.光源发出光信号：光源通常是一种辐射能量较高的光发射器，如激光器、发光二极管等。
光信号从光源中发出，并进入光纤。
2.光信号在光纤中传播：光信号经过光纤中的全反射现象进行传输。
光纤外部环境的变化会引起光信号的相位、强度和频率等发生变化。
3.光信号与环境变化相互作用：当光信号遇到光纤的外表面或内部材料时，会发生干涉、散射、吸收等与环境变化相关的效应。
这些效应会改变光信号的特性，进而实现对环境变量的测量。
4.光检测器检测光信号：光检测器通常是一种能够将光信号转化为电信号的器件，如光电二极管、光敏电阻等。
光检测器接收光信号并将其转化为电信号，供后续的信号处理和数据分析。
5.信号处理和数据分析：光纤传感器中的电信号经过信号处理和数据分析，得到我们所需的物理量或信息。
这些处理方法可以根据具体的应用需求进行选择和优化，以实现精确的测量和监测。
总之，光纤传感器具有高灵敏度、抗干扰性强、长距离传输、多通道传感和可编程性强等特点。
光纤传感器的特点和工作原理
光纤传感器的特点和工作原理一、光纤传感器的特点：1.高灵敏度：光纤传感器可以实现高灵敏度的测量，在微小尺度下可以检测到微小变化，并将其转化为电信号输出。
2.多功能性：光纤传感器可以根据不同的应用需求进行设计和选择，可以实现温度、压力、形变、位移、流速、振动等多种物理量的测量和监测。
3.抗干扰性强：由于光纤传感器采用光学原理进行测量，光信号不易受到电磁干扰的影响，从而大大提高了传感系统的稳定性和抗干扰性。
4.远距离传输：光纤传感器的传输距离可以达到几公里，甚至更远，可以满足从传感位置到控制中心的长距离传输需求。
5.抗腐蚀性强：光纤传感器中的光缆材料一般为二氧化硅或光纤增强复合材料，具有抗腐蚀性、耐高温性和强韧性，适用于恶劣环境下的测量和监测。
6.体积小、重量轻：由于光纤传感器使用光学器件作为传感元件，所以整个传感器可以做得非常小巧轻便，便于安装和携带。
7.高精度：光纤传感器可以实现高精度的测量和检测，可以满足高要求的科研和工业应用。
二、光纤传感器的工作原理：1.光源：光源一般采用激光器、发光二极管或白炽灯，产生一束光信号。
2.传输介质：传输介质即为光纤，光纤由高折射率的芯心和低折射率的包层组成。
光信号会在光纤中以全内反射的方式传输。
3.光接收器：光接收器一般采用光电二极管或光电倍增管，用于接收光信号并将其转换为电信号输出。
当光纤传感器用于测量物理量时，会根据物理量的不同使用不同的传感技术。
例如，当光纤传感器用于温度测量时，可以使用基于热敏特性的传感技术，即通过测量光纤材料的热传导特性来推断温度的变化。
当光纤传感器用于压力测量时，可以使用基于光纤的布拉格光栅技术，即通过载荷的作用使光纤纳米尺度的周期结构发生畸变，进而引起光纤波导特性的变化，从而实现压力的测量。
总之，光纤传感器的工作原理是利用光学原理将待测物理量转化为光信号，然后通过光接收器将光信号转化为电信号输出，从而实现对物理量的测量和检测。
由于光纤传感器具有高灵敏度、多功能性、抗干扰性强、远距离传输、抗腐蚀性强、体积小、重量轻和高精度等特点，因此在各个领域都得到了广泛的应用。
基于光纤技术的传感器设计与制作
基于光纤技术的传感器设计与制作随着传感技术的日益发展，基于光纤技术的传感器越来越受到人们的关注。
光纤传感器具有高灵敏度、高精度、无电磁干扰等优点，可以广泛应用于国防、航天、交通、环保、生物等领域。
因此，本文将介绍基于光纤技术的传感器的设计与制作。
一、光纤传感器的工作原理光纤传感器是通过测量光纤中的光学信号来实现对物理量的测量，其工作原理基于光纤的两个基本特性：光纤中光的传输和散射。
光纤中的光的传输是指光信号的传输过程，光信号进入光纤后，会在光纤中不断地反射和折射，并沿着光纤的轴线传播，直到到达光纤的另一端。
光纤中的散射是指光的弹性散射和非弹性散射。
其中弹性散射仅改变了光的方向，频率和相位等基本性质不变，非弹性散射则会改变这些基本性质。
这些散射现象都会引起光的衰减和光强的分布变化，因此可以用来测量物理参量。
二、基于光纤技术的传感器分类光纤传感器可以根据测量物理量的不同而分为各种类型，例如温度传感器、压力传感器、加速度传感器、位移传感器等。
其中，光纤光栅传感器和拉曼光纤传感器的应用最为广泛。
1.光纤光栅传感器光栅传感器是利用光学光栅上的“反射率分布”或“折射率分布”来实现对光的干涉和散射衍射的控制，从而测量物理参量的变化。
常见的光纤光栅传感器有布拉格光栅传感器和长周期光纤光栅传感器。
布拉格光栅传感器利用薄膜布拉格反射镜，通过控制反射率分布进行光的干涉，从而实现对物理参量的测量。
长周期光纤光栅传感器则利用周期性光纤中的衍射，通过调制光纤表面的折射率分布，从而实现对物理参量的测量。
2.拉曼光纤传感器拉曼光纤传感器是利用拉曼光谱原理，通过测量物质分子的振动和旋转引起的光谱特征来实现对物理参量的测量。
光纤传感器与样品接触，激发样品中的分子振动和旋转，产生拉曼散射光，再经过光谱仪分析和处理，最后测量物理参量的变化。
三、基于光纤技术的传感器的设计与制作基于光纤技术的传感器设计与制作需要考虑材料、光学参数、结构和制造工艺等因素。
光纤传感器的设计和性能研究
光纤传感器的设计和性能研究随着科技的不断发展，光纤传感器作为一种高灵敏度、高精度、高速度、多参数的传感器已经被广泛应用于各个领域。
光纤传感器是通过光纤作为传感元件来衡量感受应力、温度、压力、加速度、位移和化学物质等多种物理量的变化。
光纤传感器具有光学信息处理、数据传输以及无电磁干扰的优异性能，在石油、航空、水利、构造安全等领域应用非常广泛。
光纤传感器的基本构成光纤传感器主要由输送光纤、传感光纤和光源及检测器等构成。
输送光纤主要用来输送光信号，而传感光纤则主要用来感受环境信息，所以传感光纤具有比输送光纤更高的灵敏度和响应速度。
光源用来产生光信号，通过输送光纤传输到传感器中，光检测器则可以检测传感信号的变化。
在光纤传感器的检测原理中，传感光纤是最重要的元件，通过改变传感光纤的物理结构，可以实现测量各种物理量的变化，并且可以实现远距离监测。
光纤传感器的性能研究光纤传感器作为一种高灵敏度、高精度、高速度、多参数的传感器，在测量中具有高分辨率、线性度好、干扰小、抗电磁干扰、免维护、可远距离监测等优点。
但是，光纤传感器也存在一些不足之处，如信号衰减、传输损耗、灵敏度下降、信噪比不高等问题。
因此，对光纤传感器性能进行研究和优化是十分必要的。
在光纤传感器的性能研究中，主要关注传感光纤的结构和制备，光纤的参数优化，以及信号处理和数据分析等技术。
传感光纤的表面形貌和物理结构是影响传感器灵敏度和响应速度的重要因素。
现在，制备纳米级光纤传感器成为热门领域。
如果将纳米材料与光纤传感器结合，可以通过压力、温度、湿度等参数改变传感器的物理结构，可以实现对各种物理量的测量。
同时，参数优化和信号处理也是光纤传感器性能研究中的重要环节，可以通过改善传输介质和光源质量，提高传感器的灵敏度和鲁棒性。
光纤传感器的应用发展光纤传感器的应用领域非常广泛，包括温度测量、压力测量、拉力及位移测量、应变测量等等。
尤其是在化学传感领域和生物医学领域，如生物制品质量监测、生化分析、医学诊断等方面具有非常广泛的应用前景。
新型光纤传感器的设计及其特性研究
２ Ｃ７ ０ｒ 年
仪 表 技 术 与 传 感 器
Ｉ ｓｒ ｍｅ ｔ Ｔｅ ｈ ｉｕｅ ａ Ｓ ｎ ｏ ｎ ｔｕ ｎ ｃ ｎ ｑ ｎｄ ｅ ｓｒ
２０ ７ Ｏ Ｎｏ． １ １ Nhomakorabea第 １ 期 １
新 型 光 纤 传 感 器 的 设 计 及 其 特 性 研 究
ｒｓ ｏ ｓ ｓｃ ｒｅｒ ｓ ｎ ｅ ， ｄ ｔｅ ｔｍ ｒ ｔｒ ｏ ｆ ｃｅ ｔ ｓ０ ８ ／℃ ， ｅ ｓ ｂｌ ｙ ａ ｄ ｔｅ ｓｎ ｉ ｖｔ ｆ ｅｓ ｎ ｏ ａ ｅｂ ｅ ｒ ａｌ ｉ ｅ ｐ ｎ ｅ ｌｖ ｅ ｐ ｓ ｓ ａ ｐ ａｕ ｅ ｃ ｅ ｉｉｎ ． ％ ｌ ｏ ｎ ｈ ｅｅ ｉ ｈ ｔ ｔ ｉｔ ｎ ｅ ｔ ｉ ｏ ｔ ｅ ｓ ｒ ｖ ｎｇ ｅ ｔ ｍ— ａ ｉ ｈ ｓ ｉ ｙ ｈ ｈ ｅ ｙ
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关键词 ： 光纤传感器 ； 甲烷 ； 单片机 ； 声光谱 光
中图分类号 ：Ｐ １ ． Ｔ ２ ２２ 文献标 识码 ： Ａ 文章编号 ：０２—１４ （０ ７ １ — ０５—０ １０ ８ １２０ ）１ ００ ２
Ｄｅ ｉｎ ｏ ｖ ｌＦｉ ｒ ｏ ｔｃ Ｓ ｎ ｏ ｎ ｔ ｓｇ ｆＮｏ ｅ ｂｅ － ｐ ｉ ｅ ｓ ｒ ａ ｄ ＩｓＣｈａ ａ ｔｒｓｉｓ ｒ ｃｅ ｉｔｃ
新型光纤传感器的设计与应用研究
新型光纤传感器的设计与应用研究第一章：光纤传感器的概述光纤传感器是一种利用光纤作为传感元件的传感器，通过测量光纤中光的传输特性，来感知和测量环境中的物理量，如温度、压力、形变等。
相比传统传感器，光纤传感器具有体积小、抗干扰能力强、监测范围广等优点，因此得到了广泛的研究和应用。
第二章：光纤传感器的原理光纤传感器的原理可以简单概括为基于光的传输特性变化来实现对环境物理量进行测量。
光纤传感器通常由光源、光纤传输通道和光检测器组成。
当环境物理量作用于光纤传感通道时，会改变光的传输特性，如光强、相位等。
通过测量这些变化，可以获得环境物理量的信息。
第三章：光纤传感器的设计与优化光纤传感器的设计与优化是实现其高精度和高性能的关键。
在光纤传感器设计中，需要考虑光纤材料的选择、光纤的结构和布局、光源和光检测器的选择等因素。
通过合理的设计和优化，可以提高光纤传感器的灵敏度、分辨率和稳定性。
第四章：光纤传感器在温度测量中的应用研究光纤传感器在温度测量中具有良好的应用前景。
传统的温度传感器常受到外界干扰和自身耐高温能力的限制，而光纤传感器可以通过合理设计的光纤结构和材料选择，实现对高温环境下温度的测量。
同时，光纤传感器还可以实现对温度分布的监测，具有较高的空间分辨率。
第五章：光纤传感器在压力测量中的应用研究光纤传感器在压力测量中也有广泛的应用。
通过光纤传感器的设计与优化，可以实现对不同范围和精度的压力进行测量。
光纤传感器还可以实现对多点、多轴压力的测量，具有灵活性和可扩展性的优势。
在一些特殊环境下，如高压、密闭空间等，光纤传感器具有传统压力传感器无法比拟的优势。
第六章：光纤传感器在形变测量中的应用研究光纤传感器在形变测量中的应用研究也是当前热门的方向。
通过光纤传感器的设计与优化，可以实现对不同尺度和形状的物体形变进行测量。
光纤传感器具有高精度、远程测量的优势，可以应用于各种形变测量场景，如结构体测量、生物力学测量等。
第七章：光纤传感器的应用前景与挑战光纤传感器由于其独特的优势，在许多领域都有广阔的应用前景。
新型光纤传感器的设计及其特性研究
新型光纤传感器的设计及其特性研究
吴琼;吴善波;刘先勇;袁长迎
【期刊名称】《仪表技术与传感器》
【年(卷),期】2007(000)011
【摘要】采用由单片机、微弱信号放大电路、A/D转换电路、通信电路、显示电路、看门狗监控电路的组合技术,研制了一种新型测CH4体积分数的光纤传感器系统.该系统实现了对CH4体积分数的检测和显示,检测的灵敏度为1 460 ppm/m(1 ppm=10-6),同时可进行声、光报警,具有通信功能.同时测试了该系统的温度特性和湿度特性.实验表明:该传感器具有良好的反应曲线,温度系数为0.8%/℃,其稳定性和灵敏性都大大提高.在煤矿瓦斯监测、大气环保监测、天然气泄漏监测等方面都具有广泛的应用前景.
【总页数】3页(P5-6,57)
【作者】吴琼;吴善波;刘先勇;袁长迎
【作者单位】宿迁学院计算机科学与技术系,江苏宿迁,223800;江苏省泗洪中学化学教研室,江苏宿迁,223900;西南科技大学信息工程学院,四川绵阳,621010;西南科技大学信息工程学院,四川绵阳,621010
【正文语种】中文
【中图分类】TP212.2
【相关文献】
1.基于石英光纤特性的相关研究及新型光纤传感器方面的综述 [J], 陈冀景
2.新型光纤传感器的设计与特性分析 [J], 赵静
3.检测复杂内轮廓中圆弧面的新型光纤传感器特性研究 [J], 陆述田;赵勇;邹丽敏
4.一种新型光纤声音传感器的设计与研究 [J], 杨建红;房怀英
5.一种新型光纤光栅湿度传感器设计原理研究 [J], 李任新;邓伟锋;邓志斌
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在室温环境下 ,通过斩波器调制 LD 的频率对 CH4 气体进 行了测量 。测试时 ,将传感器的探头放入气体光声信号最强 处 ,采用 MF - 2 型标准气体稀释配置成不同体积分数的 CH4 , 并将其注入此光声池中 ,然后测试出传感器在不同体积分数下 的输出电压值 。两者的关系见图 2 。
图 2 CH4光纤传感器体积分数 - 输出电压关系 从图 2 可以看出 ,传感器的输出电压与 CH4的体积分数之 间的线性度良好 。同时 ,又考虑到光纤传感器一般对温度比较 敏感 ,传统传感器的温度系数比较大 (可达 ±5 %/ ℃) ,因此在 设计传感器的时候就对其进行了温度补偿 ;考虑到传感器的体 积尽可能的小 、结构尽可能的紧凑 、简单 ,主要是进行软件补 偿 ,使得所设计的传感器的温度系数控制在 ±018 %/ ℃的范围 内 ,很好地解决了实际应用中温差变化大时带来的影响 ,可以 进一步看出 ,在 20～35 ℃这个常用的范围内 ,传感器的输出电 压与 CH4的体积分数均成良好的线性变化关系 ,而且在不同的 温度条件下基本重合 ,这表明了从软件上进行温度补偿是可行 的 。同时根据测量的数据进行了线性拟合 ,拟合的方程如下 :
该系统是基于气体的吸收光谱随物质的不同而存在差异
收稿日期 :2007 - 01 - 28 收修改稿日期 :2007 - 10 - 12
的原理制成的 。同一种物质在不同浓度时 ,在同一吸收峰位置 有不同的吸收强度 ,吸收强度与浓度成正比关系 。即不同气体 分子化学结构不同 ,对应于不同的吸收光谱 ,而每种气体在其 光谱中 ,对特定波长的光有较强的吸收 ,具有较强的选择性[6] 。 通过检测气体对光的波长和强度的影响 ,便可以确定气体的浓 度。 2 系统的硬件设计
6
Instrument Technique and Sensor
Nov12007
光器 (Laser Diode ,LD) 一旦激发 ,通过光纤束将光耦合到装有 CH4 气体的光声池中 ,检测出与 CH4 体积分数相对应的微弱的 光声电压信号 ,此电压经过前置放大电路 ,进行滤波和锁相放 大等模拟环节处理后 ,得到与发光强度有关的模拟电压信号 , 再送到A/ D转换模块 ,将模拟信号不失真地转换为数字信号送 入AT89C52微处理器 ,AT89C52 在数字域进一步对信号加工和数 值计算处理后 ,再送入报警电路 、显示电路和通信电路 ,显示出 被测 CH4 的体积分数 ,若被测气体中 CH4 体积分数超过报警电 路预定的数值时 ,报警电路即发出声 、光报警信号 。当计算机 控制系统需要查询CH4体积分数时 ,只要发出相应信息 ,即可将 测量结果经串行口及通信电路传送出去 ,最长传输距离可达到
单片微处理器是整个光纤传感器的核心 ,具有数据采集 、 处理 、输出 、显示等功能 ,选用 AT89C52 ,它与 8 位 CMOS 微处理 器芯片型单片机兼容[8] ,AT89C52 对测得的数据进行一系列处 理后 ,存盘并显示在液晶屏幕上 。光声信号经放大处理 、A/ D 转换后 ,全部测量过程都在计算机的控制下自动 、连续完成 。 21115 可编程看门狗电压监控电路
0 引言 光纤传感器的研究非常重要[1] ,尤其在环境监测方面 ,因
为光纤传感器具有很强的抗干扰能力和较高的精度 ,可实现快 速 、方便 、准确地检测 。在煤炭矿井中 ,由于瓦斯气体 (CH4) 是 一种可燃 、可爆性气体 ,爆炸上限为 15 % (体积分数) ,下限为 5 %[2] ,严重威胁到煤矿作业人员的生命安全 ,是煤矿中重大事 故的根源之一 。因此 ,对 CH4 体积分数的相关信息检测在化工 生产 、石油运输等 ,尤其在煤炭开采中极为重要 ,在生物科学 、 微电子学 、新型材料等领域均有着越来越广泛的应用[3] 。许多 气体在红外波段有本征吸收[4] ,因此采用红外光声法检测 CH4 , 该方法是利用 CH4 分子能吸收特定波长的红外线来测定 CH4 体积分数 。同时 ,采用单片机技术与通信技术相结合用于对气 体进行体积分数检测 。一方面可以充分利用单片机丰富的片 内外围模块的特点 ,使仪器的硬件电路大大简化[5] ;另一方面 可以实现远程控制与监控 。其优点是不受其他气体影响 ,测量 范围宽 ,可连续检测 ,而且精度高 ,选择性好 。 1 工作原理
1815 km. 211 各模块功能描述及其设计 21111 激光 (LD) 光源
在查阅分析 HITRAN 分子光谱数据库的基础上 ,选定 CH4 成分的特征吸收峰区 ,CH4 本征吸收谱有 4 个 ,分别为波长 λ1 = 3143μm ,λ2 = 6178 μm ,λ3 = 3131 μm ,λ4 = 7166 μm[7] . 以此作 为选配激光二极管的依据 ,以脉冲调制的激光二极管为光源 。 选择1 651 nm 的 LD 激光器为光源 ,照射充有待测气体的光声 池。 21112 开放式共振光声池的实现技术
摘要 :采用由单片机 、微弱信号放大电路 、A/ D 转换电路 、通信电路 、显示电路 、看门狗监控电路的组合技术 ,研制了一 种新型测 CH4 体积分数的光纤传感器系统 。该系统实现了对 CH4 体积分数的检测和显示 ,检测的灵敏度为1 460 ppm/ m (1 ppm = 10 - 6) ,同时可进行声 、光报警 ,具有通信功能 。同时测试了该系统的温度特性和湿度特性 。实验表明 :该传感器 具有良好的反应曲线 ,温度系数为 018 %/ ℃,其稳定性和灵敏性都大大提高 。在煤矿瓦斯监测 、大气环保监测 、天然气泄 漏监测等方面都具有广泛的应用前景 。 关键词 :光纤传感器 ;甲烷 ;单片机 ;光声光谱 中图分类号 :TP212. 2 文献标识码 :A 文章编号 :1002 - 1841 (2007) 11 - 0005 - 02
2. Staff Room of Chemistry , High School of Sihong , Suqian 223900 , China ; 3. School of Information Engineering , Southwest University of Science & Technology , Mianyang 621010 , China)
看门狗定时器电路选用 X25045 集成芯片 ,为微控制器提 供了独立的保护系统 。它是集看门狗定时器功能 、电压监控功 能 、快闪 E2 PROM 存储功能为一体的集成芯片 ,3 种常用功能组 合在单个封装里防止由于电源电压不稳定和微处理器受干扰 造成的死机和数据丢失现象产生[9] 。A/ D 转换电路输入的这 些数据以及 CPU 处理的数据被保存到 512 ×8 位串行 E2PROM 中 ,断电后这些数据不丢失 ,安全可靠 。 21116 通信电路设计
气体选择性吸收入射光能中的某些波长成分 ,经无辐射跃 迁转变为热能 ,引起气体的温度和压力产生周期性变化 ,这种 声压信号就是光声信号 。但是由于现场条件如温度 、气体种 类 、密度 、压力等不同会引起气体声速的改变 ,这些因素会促使 光声信号减小 ,因此采用开放式光声腔的实现技术 。开放式光 声腔有利于现场连续采样与探测 ,为了维持声共振模式 ,采用 改变激光脉冲调制频率的方法 ,通过加入反馈控制自动适应环 境条件的改变 ,维持光声腔的共振工作模式 。实验测得空气中 光声池的品质因素 Q 为 20111 ,共振频率为1 085 Hz. 21113 信号的采集与处理电路
通信电路采用 MSM7512B 调制解调器芯片 。该芯片符合 ITU - TV. 23 标准 ,数据传输方式有1 200 bit/ s 半双工通信或 1 200 bit/ s 接收/ 75 bit/ s 发送两种方式 ;采用 3～5 V 单电源供 电 ;小信号传送稳定可靠 ,模拟传送中小信号不失真 ,通信距离 可达 20 km ,远大于其他常用通信芯片的传输距离 。 3 实验部分 311 传感器的温度特性测试
Design of Novel Fiber2optic Sensor and Its Characteristics
WU Qiong1 ,WU Shan2bo2 ,LIU Xian2yong3 , YUAN Chang2ying3 ( 1. Department of Computer Science and Technology , Suqian College , Suqian 223800 , China ;
2007 年 第 11 期
仪表技术与传感器
Instrument Technique and Sensor
2007 No111
新型光纤传感器的设计及其特性研究
吴 琼1 ,吴善波2 ,刘先勇3 ,袁长迎3
(1. 宿迁学院计算机科学与技术系 ,江苏宿迁 223800 ;2. 江苏省泗洪中学化学教研室 ,江苏宿迁 223900 ;3. 西南科技大学信息工程学院 ,四川绵阳 621010)
Abstract :A novel fiber2optic sensor was developed by using the combination of CPU , faint signal amplify circuit ,A/ D transform cir2 cuit ,communication circuit ,display circuit , watch dog monitoring circuit , etc. The concentration of methane can be monitored and di2s played on the screen. A sensitivity of 1 460 ppm/ m has been achieved with this instrument. It also has the function of the sounding the alarm bell and communication. The characteristic of temperature and humility was got. The experiment showed that the sensor had perfect responses curve responses ,and the temperature coefficient is 018 %/ ℃,the stability and the sensitivity of the sensor have been greatly im2 proved. It is possessed of wide application in the areas of monitoring of coal mine gas ,atmosphere environment ,leakage of natural gas. Key words :fiber2optic sensor ;methane ;single2chip computer ;near2infrared photoacoustic spectroscopy