基于法布里—珀羅腔的光纖氣體傳感器的研究.pdf

1、光纖氣體傳感技術是一項正在發(fā)展中的新型高新技術,在工業(yè)生產、環(huán)境監(jiān)測和醫(yī)學等領域具有廣闊的應用前景。近些年來,隨著光纖傳感技術的發(fā)展,光纖氣體傳感器的研究在國內外均受到廣泛的重視。光纖氣體傳感器以光為測量信號的載體,對被測對象不產生影響,其自身獨立性好,可適應各種使用環(huán)境,由其組成的光纖傳感系統(tǒng)便于與中心計算機連接,可實現多功能、智能化的要求,可與光纖遙測技術相配合實現遠距離測量與控制。
　　本文研究的對象是光譜吸收型光纖氣體傳感

2、器。每一種氣體都有固有的吸收譜,當光源的發(fā)射光波長與氣體的吸收光波長相吻合時,就會發(fā)生共振吸收,其吸收強度與該氣體的濃度有關,通過測量光的吸收強度就可測量氣體的濃度。本文對光譜吸收型光纖氣體傳感器在國內外的研究現狀進行了較為全面的分析,比較了各種方法的優(yōu)點、應用范圍及局限性,并致力于在此基礎上設計新的實驗方案以提高現有氣體傳感器的測量精度和適用性。在分析了氣體的吸收光譜,結合當前市場上已有的發(fā)光光源的基礎上,設計出兩套基于可調法布里一珀

3、羅腔的光纖氣體傳感器。第一套系統(tǒng)采用的是寬帶LED光源,因其經法布里—珀羅腔后輸出功率較小而降低了測量精度;第二套系統(tǒng)采用的是基于半導體光放大器(SOA)的可調諧激光器做光源,有效的增加了光源的輸出功率,提高了信噪比;由于都是基于法布里—珀羅腔且兩套系統(tǒng)的光源的波長范圍都很大,所以可以用于檢測多種氣體。依據兩種方案進行實驗研究,以檢測乙炔氣體為例,完整描繪出乙炔氣體的濃度檢測曲線。通過各種算法的實驗結果的對比,找出了每套系統(tǒng)中最適合的算