【摘要】：根據(jù)煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)對測量甲烷濃度全量程高準(zhǔn)確度的需要,基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù),設(shè)計了一種全量程一體化激光甲烷傳感器.采用1 653.72nm分布式反饋半導(dǎo)體激光器作為系統(tǒng)光源,單板電路實現(xiàn)激光器驅(qū)動、溫度控制、信號調(diào)制與解調(diào)、濃度反演.為兼顧高測量準(zhǔn)確度和大動態(tài)測量范圍,系統(tǒng)在低濃度時利用波長調(diào)制技術(shù)進(jìn)行甲烷濃度在線檢測;當(dāng)氣體濃度大于閾值時,自動切換到直接吸收檢測技術(shù).實驗結(jié)果表明,該傳感器在濃度范圍為0~5%內(nèi)誤差小于±0.06%,在濃度范圍為5~100%內(nèi)誤差小于真值的±6%,響應(yīng)時間約為15s,滿足礦井實際測量需要.
[Abstract]:According to the need of high accuracy in measuring methane concentration in coal mine safety production monitoring system, based on tunable semiconductor laser absorption spectrum technology, a fully range integrated laser methane sensor is designed. A 1 653.72nm distributed feedback semiconductor laser is used as the system light source. The single board circuit realizes the laser drive, temperature control, signal modulation and demodulation, and concentration inversion. In order to achieve high measurement accuracy and large dynamic measurement range, the system uses wavelength modulation technology to detect methane concentration online at low concentration, and switches to direct absorption detection technology when gas concentration is greater than threshold. The experimental results show that the error of the sensor is less than 鹵0.06 in the concentration range of 0 ~ 5% and 鹵6 when the error is less than the true value in the concentration range of 5 ~ 100%, and the response time is about 15 s.
【作者單位】： 中國科學(xué)院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所安徽省光子器件與材料重點(diǎn)實驗室;中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);
【基金】：國家自然科學(xué)基金(Nos.11204320,11204319,41405034) 國家科技支撐計劃(No.2014BAC17B03) 中國科學(xué)院科研裝備研制項目(No.Z201315)資助~~
【分類號】：TP212

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本文編號：2425466