论文部分内容阅读
随着现代工业技术的发展,石油、天然气的安全开采以及环境污染等一系列问题正成为人们关注的焦点。对石油、天然气开采,工业生产,日常生活中产生的有害有毒气体的高灵敏检测变的迫切了。由于光纤气体传感器具有常规传感器无可比拟的优点,如灵敏度高、响应速度快、动态范围大、抗电磁干扰、超高绝缘、无源性、防燃防爆、适于远距离遥测、体积小、可灵活柔性挠曲等。且能在恶劣和危险环境中应用,因此其研究得到国内外研究者广泛重视,成为目前气体传感器研究的热点。而其中的吸收型光纤气体传感器是接近实用化,具有广阔应用前景的一种气体传感器。本论文针对光谱吸收型光纤气体传感器进行研究,设计并改进了气体传感器的结构,设计了传感信号解调方案,介绍了硬件电路的组成。同时本论文还讨论了敏感物质Ag吸附H2S气体分子后的光谱特性,实验研究了镀银光纤光栅传感器,镀银光纤光栅传感器吸附H2S气体后的特性,整体实验表明光纤光栅镀银传感器可行。本课题基于Beer-Lambert定律,实验中主要以H2S气体为检测目标,同时辅以C2H2气体。研究了气体在透射式气室中的光谱变化,测量了气体吸收峰值前后的光强变化,达到检测气体浓度的目的。其研究的主要内容为:基于气体分子吸收光谱理论,简单介绍了气体分子吸收线型和线宽,光谱吸收检测原理及光纤气体传感器的检测方法。根据上述理论分析,设计了用于检测气体的传感器。并采用此传感器对C2H2、H2S气体检测进行了研究。微弱信号检测系统是光纤气体传感器的重要组成部分,本论文对气体吸收过程中产生的微弱光电信号进行了传感信号解调方案设计,设计了合理的检测微弱信号的电路。最后以硫化氢为检测目标气体,对其浓度进行了实验研究,根据产生的实验数据对系统的性能进行了分析。