光纤气体传感器总结
光纤传感专业技术工作小结

光纤传感专业技术工作小结1. 光纤传感技术概述
- 光纤传感技术的原理和应用领域
- 与传统传感器相比的优势和局限性
2. 光纤布拉格光栅传感器
- 光纤布拉格光栅的制作方法
- 应变、温度、压力等测量原理
- 实际应用案例分析
3. 光纤干涉传感器
- 法布里-珀罗干涉仪原理
- 马赫-曾德尔干涉仪原理
- 在结构健康监测中的应用
4. 光纤分布式传感技术
- 相位敏感光时域反射技术(Φ-)
- 勃朗温漂移技术()
- 管线监测和结构健康监测应用
5. 光纤传感器信号解调和信号处理
- 解调技术和信号处理算法
- 噪声抑制和信号增强方法
- 数据融合和智能化分析
6. 光纤传感器系统集成
- 光纤传感器阵列设计
- 现场安装和系统集成
- 数据采集和远程监控
7. 未来发展趋势和挑战
- 新型光纤传感器材料和结构
- 智能化和网络化发展方向
- 成本控制和商业化应用
以上是光纤传感专业技术工作的一个简要小结。
根据具体需求,每一部分都可以进一步扩展和深入探讨。
光纤气体传感器概述

光纤气体传感器概述作者:聂平来源:《管理观察》2009年第11期光纤通信在现代信息科学技术中是十分重要的,它的出现与迅速发展大大地改观了信息技术的面貌。
从光信息传输看,几十年中得到比较充分发展的光纤是用石英制作的各类石英光纤。
高纯石英的本征吸收损耗很低,从1966年高锟博士提出可以采用石英光纤作为光通信的[1]传输介质以后,经十年左右的努力,石英光纤损耗已经达到0.2dB/km,接近其理论极限。
在光纤损耗不断降低的同时,光源研究的进展亦十分迅速。
1962年,GaAs半导体激光二极管(LD)问世,意味着现代光通信有了小体积的高速光源。
后来,GaAsAl-LD又实现了室温长时间工作。
利用四元系合金InGaAsP制造出了1300nm及1550nm的LD光源。
由于LD昂贵,适合光纤通信的高亮度LED也研制了出来。
这样,随着符合光纤传输要求,各种波长、高效率、长寿命、高速率半导体光源的研制成功,光纤通信的实用化及大发展已是水到渠成。
在低损耗光纤问世不久的70年代中期,就出现了光纤传感器[2,3]。
之后光纤传感器获得了迅速的发展,在军事、科研、工业、商业、医学等领域都有广泛的应用。
特别是进入信息时代以来,传感器作为获取信息的基础和支柱,也进入迅速发展的新阶段。
进入信息时代以来,光纤传感器获得了迅速的发展 [4-14]。
在各个领域中,特别是现代高新工程技术中,需要获取的信息量(物理量、化学量、生物量等)越来越多,对信息测量准确度的要求越来越高,测量的难度越来越大,从而对传感技术提出了更高更新的要求。
各种新型的气体传感器必须对气体进行实时监测,及时掌握事故及污染发生和发展实况,并进行有效控制,这对工业矿业安全生产以及环境保护都具有特别重要的意义。
光纤传感器之所以引起广泛的关注,是由于它具备其它传感器无法比拟的优点:1、光纤中光与气体作用距离长,探测灵敏度高;2、光纤传输损耗小,因此不必考虑测量仪器和被测物体的相对位置,可以与光纤遥测技术相配合实现远距离测量与控制;3、光纤体积小、重量轻、易弯曲,可制成尺寸小、外形各异的传感探头,应用于狭小和特殊的场合;4、光纤化学性质稳定,且有很好的电绝缘性,可在恶劣或危险的特殊环境下可靠工作;5、光纤传感器易于组成光纤传感网络,可实现多功能、智能化的要求,采用多路复用技术,可降低系统成本。
光纤传感总结

1.光纤(Optical fiber)是传光的纤维波导或光导纤维的简称,它是通过内全反射原理或折射原理传输光的玻璃状电介质细丝。
直径:几微米--几百微米。
2.传感器:能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。
3.光纤传感器:是用待测量对光纤内传输的光波参量进行调制得到调制信号,该信号经光纤传输至光探测器进行解调,从而获得待测量值的一种装置。
4.光纤传感技术:以光波为载体,光纤为媒质,感知和传输外界被测量信号的新型传感技术。
5.光纤传感原理:光纤传感原理是以光纤的导波现象为基础的,光从光纤射出时,光的特性得到调制,通过对调制光的检测,便能感知外界的信息,实现对各种物理量的测量。
E=E0Cos(ωt+φ)6.光纤传感系统的组成:光源敏感元件光电转换信号处理入射光纤出射光纤7.光纤传感器的分类:1).根据光纤在传感器中的作用①.功能型光纤传感器(Functional Fiber,简称FF型)(全光纤型、传感型)②.非功能型光纤传感器(Non Functional Fiber,简称NFF型(传光型)2)根据光受被测对象的调制形式①.强度调制型光纤传感器②.波长调制型光纤传感器③.相位调制型光纤传感器④.频率调制型光纤传感器⑤.偏振调制型光纤传感器3)按被测对象分光纤温度、压力、位移、流量、磁场、电压、图像、医用、光谱、气体、液体……传感器,光纤陀螺仪8.光纤传感的特点:1)灵敏度高;2)抗电磁干扰、电绝缘、耐腐蚀、本质安全;3)重量轻、体积小、可绕曲;4)测量对象广泛,对被测介质影响小;5)便于复用,便于成网;9.光纤的结构:1)、纤芯:高纯度SiO2 ,掺杂质:GeO2 、P2O5 (提高折射率);折射率 n1 2)、包层: SiO2 ,掺杂质:F 、B (降低折射率);折射率 n2 折射率 n1>n2 3)、一次涂敷层:环氧树脂、硅橡胶(加强机械强度) 4)、套塑:尼龙、聚乙烯(加强机械强度)10.光纤的分类:1)按照传输的总模数来分模式(mode):在光纤中具有确定空间和时间分布的电磁场分量称为光纤中的模。
光纤气体传感器

光源
被测气室
滤光片1 滤光片2
光探测器1 i(1) 信
号 输出 处
光探测器2 i(2) 理
➢两个滤光片旳中心波长分别为1和 2
➢ 1 相应被检测气体旳强吸收峰,称为工
作波长;
➢ 2 相应被检测气体旳弱吸收波段,称为
参照波长。
➢两个波长尽量接近,这么光路对工作波 长和参照波长旳干扰效应就可以为是近似
相等旳。
3.3光谱吸收式气体传感器理论基础 关键思想:Lambert-Beer定律
Iout Iin (v) exp (v)CL
✓ (v)为光频为v处旳吸收系数,表达体积浓度为100%,
吸收光程长度为1cm时吸收气体对频率为旳v单色光旳 吸收能力;
✓ C为吸收气体体积浓度百分比; ✓ L为总旳气体吸收光程,单位cm。
量恰好等于它旳某两个 能级旳能量之差旳光子, 吸收旳光子后旳分子将 从低能态激发到较高旳 能态上,在激发态停留 很短旳时间后,有经过 释放出光子回到稳定态, 这就是气体分子旳选择 吸收理论。
3.光谱吸收型传感器原理及 检测措施 3.5检测措施 • 目旳:克制噪声,提升敏捷度
单波长差分 ➢ 差分吸收技术
THANKS
3.光谱吸收型传感器原理及 检测措施
优点:有效消除光路干扰和光源强 度变化旳影响,敏捷度高 缺陷:斩波器旳使用,使得稳定性 不高;滤波片旳使用,使得有用光 功率不足。
3.光谱吸收型传感器应用
近年来,吸收型光纤气体传感器已得到实际应用, 如分布反馈式半导体激光器(DFBLD)构成旳能够 同步检测甲烷和乙炔2种气体旳谐波检测系统以及由 LED构成旳甲烷时间差分检测系统。
3.光谱吸收型传感器原理及 检测措施
光源
基于光纤传感器的气体检测技术研究

基于光纤传感器的气体检测技术研究近年来,气体检测技术在工业生产、环境保护和安全防护等领域发挥着重要作用。
随着光纤传感器技术的不断发展,基于光纤传感器的气体检测技术逐渐崭露头角。
本文将就基于光纤传感器的气体检测技术的原理、应用和发展趋势进行详细探讨。
一、基于光纤传感器的气体检测技术原理基于光纤传感器的气体检测技术是利用光纤作为传感器的感知元件,通过测量光的传输特性来检测气体浓度的一种技术。
其中,最常用且最简单的是基于吸附效应的光纤传感器。
这种传感器通过在光纤表面吸附目标气体,改变光纤的传输特性,从而实现对气体浓度的检测。
二、基于光纤传感器的气体检测技术应用1. 工业生产领域基于光纤传感器的气体检测技术在工业生产领域广泛应用,如化学工业、石油化工、电力等行业。
这种技术可以实时监测和控制空气中有害气体的浓度,提前发现潜在的危险,确保生产环境的安全。
2. 环境保护领域光纤传感器的气体检测技术也在环境保护领域起到重要作用。
例如,对于大气中的空气污染物,可以使用光纤传感器检测其浓度变化,实时监测环境质量,为环境治理和改善提供科学依据。
3. 安全防护领域基于光纤传感器的气体检测技术在安全防护领域应用广泛。
例如,在煤矿等有爆炸危险的地方,可以利用光纤传感器实时监测瓦斯等有害气体的浓度,及时预警并采取措施保障矿工的生命安全。
三、基于光纤传感器的气体检测技术的发展趋势1. 多元化检测未来,基于光纤传感器的气体检测技术将朝着多元化方向发展。
不仅可以检测单一气体的浓度,还可以同时检测多种气体的浓度,并实现对气体组分的精确分析。
2. 远程监测随着通信技术的进步,基于光纤传感器的气体检测技术将不再局限于局域网内的监测,而是可以实现远程监测。
通过互联网技术,可以远程接入光纤传感器,实时监测目标气体浓度,提高监测的灵活性和实用性。
3. 快速响应基于光纤传感器的气体检测技术在实时性上仍有提升空间。
未来,随着传感器技术的进步,传感器将变得更加灵敏,能够更快速地响应气体浓度的变化,提高检测的准确性和可靠性。
光纤气体传感器原理

光纤气体传感器原理
光纤气体传感器是一种基于光学原理进行气体测量的传感器。
其原理是利用气体对光的吸收特性来测量目标气体的浓度。
光纤气体传感器的传感元件一般由光源、光纤、气体传感层和光学探测器组成。
光源发出的光经导光纤传输到气体传感层,在该层中,目标气体会吸收或散射一部分光,被吸收或散射的光经光纤传回光学探测器进行检测。
气体传感层通常包括感光材料和滤波层。
感光材料可以是具有吸收特性的气敏材料或光学薄膜,其对目标气体有选择性的吸收。
滤波层用于选择光源发出的特定波长的光进入感光材料,以增强传感器的测量灵敏度和选择性。
光学探测器一般是光电二极管或光电倍增管。
当被吸收或散射的光进入光学探测器后,其会产生与光强相关的电信号。
通过测量这些电信号的强度,可以推导出目标气体的浓度。
为了提高测量的准确性和稳定性,光纤气体传感器还会配备相应的电路和信号处理系统。
这些系统能够校正光源和光学探测器的非线性特性和温度漂移,并通过算法对原始数据进行处理,得到可靠的气体浓度结果。
光纤气体传感器具有结构简单、响应速度快、抗干扰能力强等优点,适用于各种气体浓度的测量。
在环境监测、工业生产和安全检测等领域有着重要的应用价值。
光纤传感总结1000字(14篇)

光纤传感总结1000字(14篇)关于光纤传感总结,精选6篇范文,字数为1000字。
光阴似箭,岁月如梭。
转眼间上半年已经过去,上半年的任务已经基本结束,回顾这半年的历程,我深深地感到,光线是一个集体不可缺少的要素,光线是整个集体不可缺少的一部分;光线也是大家在日常工作中的依托。
光纤传感总结(范文):1光阴似箭,岁月如梭。
转眼间上半年已经过去,上半年的任务已经基本结束,回顾这半年的历程,我深深地感到,光线是一个集体不可缺少的要素,光线是整个集体不可缺少的一部分;光线也是大家在日常工作中的依托。
上半年的日常工作中,我坚持从自己做起,从小事做起,从身边做起,尽自己一切能力,为群众办好事、办实事、办好事。
同时,也积极参与各部门组织的活动,如:拓展训练、春训、组织的“5.12”爱心卡拉上半年的工作中,我们的主要工作就是配合局领导抓好局各项工作的落实,并较好地完成了各项任务。
上半年,我们采取的主要措施和方法是:1、抓思想,提高认识。
通过学习,使自己在思想上和织保持一致。
同时,通过学习,使自己在上更加成熟,进一步明确了的基本条件和树立正确的动机。
2、抓学习,提升素质。
通过学习,提高自己的思想觉悟,树立正确的动机和工作动机。
同时,通过向老学习经验,提高自身修养。
在今后的工作中,我要更加努力,积极向织靠拢,争取早日加入织。
光纤传感总结(范文):2光线传感工作的开展是否能够达到预期的效果,关键在于是否能够在规定时间内,及时的将光纤传感技术上传到传感器中去,这样不仅能够提高传感器的功效,也能使传感器更加准确无误的传感。
所以,我在这一学期里,在这一方面下了不懈的努力!在光线传感工作开展期间,我主要做到了以下几点:1、根据光纤传感器的要求,对传感器材料进行定期的清点;2、在光纤传感器材料定期清点的同时,对传感器进行定期清点,以确保传感器无常工作,及时的处理故障;3、在光线传感器的维护方面,做到了使用计划清楚、故障现象处理及时,做到维护及时;4、在传感器的维护方面,做到了使用计划明确、可靠;5、在传感器的维护方面,做到了及时的更新,使得传感器能够更好的为光技术服务,在这方面的工作也做到了让光技术做到更好,使传感器得到更好的维护。
光纤气体传感器TDLAS及相关技术

常用气体检测技术比较气体检测仪从检测机理上可分为热催化、光干涉、气敏半导体、电化学、红外吸收等几大类,其中市场以热催化组件为主导。
主要气体检测技术性能比较Beer -Lambert 定律Beer -Lambert 定律描述,电磁辐射与原子和分子间的相互作用是光谱遥感探测污染物成分以及特性的基础,根据环境中痕量气体成分在紫外、可见和红外光谱的特征吸收性质来反演其浓度。
可调谐二极管激光光谱吸收技术作为光学遥感方法的一种,是用几百米到几公里,甚至更长的光程代替了传统试验室中的取样池,采用检测激光光束的透射谱,即使光束从待测气体的一侧入射通过污染气体,在另一端出射用探测器接收的方法。
发射器与接收器间的距离确定了光程(大气的折射率近似为1.0),测量原理基于Beer -Lambert 定律。
在Beer -Lambert 定律中,一些基本概念如下:透射率(纵坐标--透射光谱):0()()100%()I T I γγγ=⨯吸光度(纵坐标--吸光光谱):1()()lg I A γγ=波长和波数的关系:波长(um )⨯波数(1cm -)=100000()()exp(())I I C L λλσλ=-⋅⋅其中,()I λ为为透射光谱强度;0()I λ为激光的初始强度;()σλ则表示在波长入处的分子吸收系数,C 即为吸收物质的浓度,L 为总的光程。
进一步,根据实际应用要求,将上面的公式改进为:0()()exp(()())I I P S T C L λλφλ=-⋅⋅⋅其中,()S T 为谱线的线强度,只与温度有关,单位(cm -2Mpa),可以运用HITRAN 数据库直接进行计算得出;P 为气体的总压,单位Mpa;()φλ为线性函数,表示被测吸收谱线的性质与温度、压强和气体的种类等有关。
可调谐二极管激光吸收检测技术可调谐二极管激光吸收光谱技术(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy TDLAS )是一种吸收光谱技术,通过分析测量光束被气体的选择吸收获得气体浓度。
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光纤气体传感器调研总结光纤气体检测综述1.1 国内外光纤气体检测技术的发展气体传感器是一种把气体中的特定成分检测出来, 并转换成电信号的器件, 人们很早就开始了气体传感器的研究, 将其用来对有毒、有害气体的探测, 对易爆、易燃气体的安全报警。
对人类生产生活中所需了解的气体进行检测、分析研究等 , 使得它在工业生产和日常生活中起到耳目的作用。
光纤传感技术是一项正在发展中的具有广阔前景的新型高技术。
由于光纤本身在传递信息过程中具有许多特有的性质 , 如光纤传输信息时能量损耗很小 , 给远距离遥测带来很大方便。
光纤材料性能稳定 , 不受电磁场干扰 , 在高温、高压、低温、强腐蚀等恶劣环境下保持不变所以光纤传感器从问世到如今 , 一直都在飞速发展[1]。
世界上已有多种光纤传感器,诸如位移、速度、加速度、压力、流量等物理量都实现了不同性能的光纤传感。
光纤气体传感技术是光纤传感技术的一个重要应用分支,主要基于气体的物理或化学性质相关的光学现象或特性。
近年来,它在环境监测、电力系统以及油田、矿井、辐射区的安全保护等方面的应用显示出其独特的优越性[2]。
1989 年,西安应用光学研究所的郭栓运对光纤气体传感器展开研究,在应用光学杂志上介绍了差分光谱吸收的基本原理,给出了实验框图和应用实例[15]。
1992 年,中国矿业大学的王耀才等在光纤通信技术杂志上介绍了吸收型光纤瓦斯传感技术和干涉型瓦斯传感器的原理,并对其在煤矿重的应用前景做了探讨[16]。
1997 年,山东矿业学院的曹永茂等人针对光纤瓦斯传感器光波波长的选择展开讨论,提出根据传感器技术指标来确定光纤瓦斯传感器的基本参数,并建立了相应的数学模型[17]。
1999 年,大连理工大学刘文琦等人报道了一种新型透射式光纤甲烷传感器,用1.31μm InGaAsP 型 LED 做光源测量甲烷浓度,通过研究制备一种纳米级多透射膜,增强了甲烷气体对激光的光谱吸收[18]。
同年,香港理工大学 , 靳伟应用调制光盘技术对DFB 激光器惊醒调制,研究光纤气体传感器的分时多路复用( TDM)技术。
靳伟建立了计算仿真模型,仿真结果表明由20 个甲烷气体传感器[19-20]组成的光纤气体传感器阵列的检测灵敏度可以达到2000ppm。
之后靳伟博士与清华大学喻洪波合作,实现了连续波调频技术复用的光纤气体多点传感系统[21]。
2000 年,浙江大学叶险峰等在对CH4 分子近红外洗后光谱分析比较的基础上考虑与光纤的低损耗窗口相一致以及价格等因素,采用价廉的 1.3μm波段的LED作为光源,实现了对甲烷气体的检测,检测灵敏度为[6]。
1300ppm/m2001 年,燕山大学王玉田等根据甲烷气体的吸收光谱,研究了一种利用价格低廉的 LED 作为光源的新型投射式光纤甲烷气体传感器,选择两种同型号的LED光源作为差分吸收信号,光源驱动器自动实行交替斩波[7]。
为了保证系统对甲烷气体检测的精度,采取了两项措施,一是设置了参考通道,二是采用了光源反馈通道以增强LED光源的稳定性[8]。
2005 年,张爱军[3]对光谱吸收型光纤气体进行了研究。
每一种气体都有固有的吸收谱,当光源的发射光波与气体的洗后光波长相吻合时,就会放生共振洗后,其洗后强度与该气体的浓度有关,通过测量光的吸收强度就可测量气体的浓度。
以甲烷气体为例,通过实验研究,分析了吸收路径长度对传感器灵敏度的影响,增加吸收路径的长度,有利于提高传感器的灵敏度。
气体体浓度较小时,通过增加吸收路径的长度来提高传感器的灵敏度效果明显。
2006 年,中国科学院安徽光机所的阚瑞峰等可调谐二极管激光吸收光谱与多次反射池相结合,研制了用于地面环境空气中甲烷含量检测的便携式吸收光谱仪,并利用不同体积分数的甲烷气体对系统进行了测试,取得了很好的测试结果[9]。
王晓梅等分析了 TDLAS 谐波信号的特征,建立了谐波信号的数学模型,利用较高浓度气体的二次谐波信号作为曲线,对待测气体的谐波信号进行线性回归[10]。
2007 年,燕山大学王艳菊等采用双光路、双波长来解决光源功率波动、光纤损耗等问题,在接受端采用旋转双色滤光器和单探测器消除了双光电器件的飘逸对测量结果的影响[11]。
同年,中国科学院安徽光机所的陈玖等应用自平衡测量方法,消除了激光的共模噪声和其他同性干扰的影响,该方法不用加信号调制和所想放大器,减小了系统装置的体积,易于集成便携式痕量气体检测仪[12]。
2008 年,褚衍平等通过光纤光栅和压电陶瓷对快带光源LED 进行调制,获得了与气体吸收峰对应的窄带反射出射光,检测二次谐波实现气体浓度的高灵敏测量,利用测量气室和参考气室的二次谐波比值来消除吸收系数随环境的变化、光源光功率的波动和光路干扰对测量精度的影响[13]。
2009 年,华南理工大学肖兵等基于自平衡激光接收器和数字锁定放大器构造了 TDLAS 汽车尾气动态浓度测量系统,自平衡激光接收器通过引入一个低频反馈回路去维持吸收信号和参考信号的自动平衡,数字锁定放大器由DSP 芯片实现相关检测算法,提高了系统的测量灵敏度[14]。
2010 年,南京航空航天大学齐洁提出了基于光源扫描的光纤气体传感器系统设计方案,设计了一种新的基于查分吸收院里的气体传感系统,能对单一气体记性对波段测定检测,同时可以完成多种气体共存环境的检测。
提出了一种基于最小二乘的背景噪声消除方法。
利用传感气室的输入和输出的拟合曲线相除的方法,实现了传感器输出的归一化,解决了传感器背景噪声漂移的问题,同时解决了浓度对气体吸收谱拟合线的影响,提高了测量精度[4] 。
2012 年,张可可[5]以比尔 -郎伯定律为理论基础,研究利用光谱吸收法测量气体的浓度,根据 HIRAN 数据库,选择近红外区甲烷 2v3带 R3 支的三条气体吸收线记性研究,并确定吸收谱线的相关参数。
研究波长调制光谱与谐波检测理论,利用傅立叶级数展开模型和泰勒级数展开模型分析各次谐波信号,在频率调制信号模型的基础上,采用频率-强度调制信号模型研究强度调制对各次谐波信号的影响。
研究高斯线型和洛伦兹线型的各次谐波型号余波长调制系数的关系,确定各次谐波最佳的波长调制系数。
对激光在光路中多次反射形成的标准具晓莹展开研究,为标准具噪声的抑制提供理论依据。
专利方面,国内发明专利《 D 形光纤消逝场化学传感器》,发明提出一种用于医疗、环境监控、食品安全等检测量的 D 形光纤消逝场化学传感器。
《光纤生物传感器》这是一种光纤生物传感器,用于测定环境中微生物的种类、含量等。
《光纤液位传感器》,一种光纤液位传感器,包括有光源,探测器和传感头。
《带有光纤气体传感器的传感系统》专利号: CN101545860发明人:夏华 ;J·S·戈德米尔 ;K ·T·麦卡锡 ;A ·库马 ;R·安尼格里 ;E·伊尔梅茨 ;A ·V ·塔瓦尔 ;Y ·赵。
这是一种包括光纤芯(32) 的光纤气体传感器 (20),该传感器具有位于光纤芯周围的具有不同调幅轮廓的第一和第二折射率周期调制光栅结构 (36、 38)。
光纤包层 (40)位于所述第一和第二折射率周期调制光栅结构周围。
敏感层(42)位于所述折射率周期调制光栅结构的其中一个的光纤包层周围。
该敏感层包括由 Pd 基合金制成的敏感材料,该 Pd 基合金例如是纳米 PdOx、纳米 Pd(x)Au(y)Ni(1-x-y) 或纳米 Pd/Au/WOx 。
光纤气体传感器提供对来自燃烧环境的局部温度校正气体浓度和成分的测量。
本发明也描述了具有一个或多个光纤气体传感器的阵列的基于反射或基于透射的传感系统。
《一种光纤气体传感器》专利号:CN101059443发明人:侯长军 ; 霍丹群 ; 张红英 ; 廖海洋 ; 郑小林 ; 侯文生 ; 杨军 ; 皮喜田。
这是一种光纤气体传感器 , 涉及检测光气及挥发性有机气体的光纤气体传感器。
本发明传感器主要包括入射光线和出射光纤、反应池及金属卟啉溶液等。
由于本发明传感器具有操作简单、成本低廉;能使待测气体与金属卟啉溶液敏感物质充分反应, 显著提高检测的灵敏度;同一反应池能对多种目标气体同时进行有效检测;从反应池的加料口加入不同的金属卟啉溶液, 就能对不同的目标气体进行有效检测, 检测范围广等特点 , 故本发明传感器可广泛应用于厂房装修、室内装修、工业生产及精细化工等行业中检测光气及挥发性有机物气体 , 有利于环境保护和人们的身心健康。
SENSING SYSTEM WITH OPTICAL FIBER GAS SENSOR,专利号:JP2009244262发明人: XIA HUA; GOLDMEERJEFFREYSCOTT; MCCARTHYKEVIN THOMAS; KUMARADITYA; ANNIGERIRAVINDRA; YILMAZERTAN; TAWAREAVINASH VINAYAK ; ZHAO YU。
这个专利发明了一种传感系统以及传感器。
传感系统包括一组不同类别的光纤气体传感器,这些传感器通过温度修正测量气体浓度。
光纤气体传感器包括光纤芯,第一和第二折射率周期性调制光栅结在光纤芯里有不同的振幅调制方法。
光纤包层包裹着第一和第二折射率周期性调制光纤结构。
传感层位于光纤包层结构中。
传感层包括一个由Pb 合金传感材料,如纳米级氧化铂等。
光纤气体传感器是在燃烧环境中通过温度修正测量气体浓度。
1.2 光纤气体传感器分类( 1)光谱吸收型光纤气体传感器光谱法通过检测样气透射光强或反射光强的变化来检测气体浓度。
每种气体分子都有自己的吸收谱特征, 光源的发射谱只有在与气体吸收谱重叠的部分才产生吸收,吸收后的光强发生变化。
根据比尔 -朗伯定律,当波长为 λ 的单色光在充有待测气体的气室中传播距离为 L 后,其吸收后的光强为:I( λ)=I 0(λ )exp(-αλ CL) (1)式(1)中, I 0(λ)为波长为 λ 的单色光透过不含待测气体的气室时的光强;C 为吸收气体的浓度; αλ 为光通过介质的吸收系数。
整理即:ln( I 0)CIL(2)通过检测通气前后光强的变化, 就可以测出待测气体的浓度。
利用介质对光吸收而使光产生衰减这一特性制成吸收型光纤气体传感器原理如图 1 所示。
光源发出的光,由光纤送入气室,被气体吸收后,由出射光纤传至光电探测器,得到的信号光送入计算机进行信号处理,可得出气体浓度。
图 1 光纤气体传感器原理框图( 2)渐逝场型光纤气体传感器渐逝场型光纤传感器是利用光纤界面附近的渐逝场被气体吸收峰衰减来测量气体浓度的方法, 是一种功能性光纤传感器, 从本质上说, 可以认为是一种特殊的光纤光谱吸收型传感器。