板束角对激光甲烷传感器检测精度的影响
发布时间：2019-11-29 13:03
【摘要】：为了研究板束角变化对激光甲烷传感器检测精度的影响,采用浓度为2.00%的标准气体作为待测气体,设计18次实验,对不同板束角下激光甲烷传感器的检测误差进行了测定,经过数据分析发现,板束角在5°~75°区间时,激光甲烷传感器的测定误差具有下降趋势,板束角在89°~90°区间时,传感器测定误差具有上升趋势;板束角在75°~80°区间时,传感器测定误差最低,维持在0.04%。
【图文】：
第48卷第9期2017年9月SafetyinCoalMinesVol.48No.9Sep.2017图1激光甲烷传感器主要结构示意图图2激光甲烷传感器光路结构示意图由Lambert-Beer定律可知，如果λ为甲烷的特征吸收波长，即在混合气体中仅有甲烷可以吸收入射光强，则Lambert-Beer定律可简化为：I＝I0exp（-μCL）（2）由简化后的Lambert-Beer定律公式可知，已知入射特征光束强度I0、剩余光束强度I和光束穿过气体的行程长度L时即可获得甲烷浓度C[4]：C＝LI/I0!"（/-μ·L）（3）2激光甲烷气体检测技术由甲烷作为众多气体中的一员亦能够吸收特定频率的光。基于甲烷能够同时吸收中红外和近红外2种波段的多个特征光谱，形成了红外和激光等基于光谱吸收原理的甲烷浓度检测技术。甲烷在中红外波段可吸收3．43、6．53、3．31、7．66μm4个固有频率的光，红外甲烷检测技术利用甲烷对中红外波段光的吸收特性进行甲烷浓度检测，由于红外光束的谱宽较宽，可能铺盖其它气体的特征吸收波长，例如在3．31μm特征波长处H2O也存在光谱吸收，而H2O在煤矿井下广泛存在，导致红外甲烷检测技术在煤矿井下适应性较差[5]。在近红外波段可吸收1．66μm和1．33μm2个固有频率的光。激光器可以发射近红外段波长小于甲烷特征吸收波长的光谱，从而可以避免H2O等其他气体对甲烷检测的交叉干扰。能够发射以上2种频率激光的激光器成本差异较大，考虑到传感器的推广应用，一般根据甲烷对1．66μm激光吸收的特性测定甲烷浓度，激光甲烷传感器主要结构示意图如图1[6-7]。3实验及结果分析3．1实验用激光甲烷传感器光路结构激光甲烷传感器的光路结构如图2。光路结构一般包括基座、激光器?
第48卷第9期2017年9月SafetyinCoalMinesVol.48No.9Sep.2017图1激光甲烷传感器主要结构示意图图2激光甲烷传感器光路结构示意图由Lambert-Beer定律可知，如果λ为甲烷的特征吸收波长，即在混合气体中仅有甲烷可以吸收入射光强，则Lambert-Beer定律可简化为：I＝I0exp（-μCL）（2）由简化后的Lambert-Beer定律公式可知，，已知入射特征光束强度I0、剩余光束强度I和光束穿过气体的行程长度L时即可获得甲烷浓度C[4]：C＝LI/I0!"（/-μ·L）（3）2激光甲烷气体检测技术由甲烷作为众多气体中的一员亦能够吸收特定频率的光。基于甲烷能够同时吸收中红外和近红外2种波段的多个特征光谱，形成了红外和激光等基于光谱吸收原理的甲烷浓度检测技术。甲烷在中红外波段可吸收3．43、6．53、3．31、7．66μm4个固有频率的光，红外甲烷检测技术利用甲烷对中红外波段光的吸收特性进行甲烷浓度检测，由于红外光束的谱宽较宽，可能铺盖其它气体的特征吸收波长，例如在3．31μm特征波长处H2O也存在光谱吸收，而H2O在煤矿井下广泛存在，导致红外甲烷检测技术在煤矿井下适应性较差[5]。在近红外波段可吸收1．66μm和1．33μm2个固有频率的光。激光器可以发射近红外段波长小于甲烷特征吸收波长的光谱，从而可以避免H2O等其他气体对甲烷检测的交叉干扰。能够发射以上2种频率激光的激光器成本差异较大，考虑到传感器的推广应用，一般根据甲烷对1．66μm激光吸收的特性测定甲烷浓度，激光甲烷传感器主要结构示意图如图1[6-7]。3实验及结果分析3．1实验用激光甲烷传感器光路结构激光甲烷传感器的光路结构如图2。光路结构一般包括基座、激光器?
本文编号：2567474
【图文】：
第48卷第9期2017年9月SafetyinCoalMinesVol.48No.9Sep.2017图1激光甲烷传感器主要结构示意图图2激光甲烷传感器光路结构示意图由Lambert-Beer定律可知，如果λ为甲烷的特征吸收波长，即在混合气体中仅有甲烷可以吸收入射光强，则Lambert-Beer定律可简化为：I＝I0exp（-μCL）（2）由简化后的Lambert-Beer定律公式可知，已知入射特征光束强度I0、剩余光束强度I和光束穿过气体的行程长度L时即可获得甲烷浓度C[4]：C＝LI/I0!"（/-μ·L）（3）2激光甲烷气体检测技术由甲烷作为众多气体中的一员亦能够吸收特定频率的光。基于甲烷能够同时吸收中红外和近红外2种波段的多个特征光谱，形成了红外和激光等基于光谱吸收原理的甲烷浓度检测技术。甲烷在中红外波段可吸收3．43、6．53、3．31、7．66μm4个固有频率的光，红外甲烷检测技术利用甲烷对中红外波段光的吸收特性进行甲烷浓度检测，由于红外光束的谱宽较宽，可能铺盖其它气体的特征吸收波长，例如在3．31μm特征波长处H2O也存在光谱吸收，而H2O在煤矿井下广泛存在，导致红外甲烷检测技术在煤矿井下适应性较差[5]。在近红外波段可吸收1．66μm和1．33μm2个固有频率的光。激光器可以发射近红外段波长小于甲烷特征吸收波长的光谱，从而可以避免H2O等其他气体对甲烷检测的交叉干扰。能够发射以上2种频率激光的激光器成本差异较大，考虑到传感器的推广应用，一般根据甲烷对1．66μm激光吸收的特性测定甲烷浓度，激光甲烷传感器主要结构示意图如图1[6-7]。3实验及结果分析3．1实验用激光甲烷传感器光路结构激光甲烷传感器的光路结构如图2。光路结构一般包括基座、激光器?
第48卷第9期2017年9月SafetyinCoalMinesVol.48No.9Sep.2017图1激光甲烷传感器主要结构示意图图2激光甲烷传感器光路结构示意图由Lambert-Beer定律可知，如果λ为甲烷的特征吸收波长，即在混合气体中仅有甲烷可以吸收入射光强，则Lambert-Beer定律可简化为：I＝I0exp（-μCL）（2）由简化后的Lambert-Beer定律公式可知，，已知入射特征光束强度I0、剩余光束强度I和光束穿过气体的行程长度L时即可获得甲烷浓度C[4]：C＝LI/I0!"（/-μ·L）（3）2激光甲烷气体检测技术由甲烷作为众多气体中的一员亦能够吸收特定频率的光。基于甲烷能够同时吸收中红外和近红外2种波段的多个特征光谱，形成了红外和激光等基于光谱吸收原理的甲烷浓度检测技术。甲烷在中红外波段可吸收3．43、6．53、3．31、7．66μm4个固有频率的光，红外甲烷检测技术利用甲烷对中红外波段光的吸收特性进行甲烷浓度检测，由于红外光束的谱宽较宽，可能铺盖其它气体的特征吸收波长，例如在3．31μm特征波长处H2O也存在光谱吸收，而H2O在煤矿井下广泛存在，导致红外甲烷检测技术在煤矿井下适应性较差[5]。在近红外波段可吸收1．66μm和1．33μm2个固有频率的光。激光器可以发射近红外段波长小于甲烷特征吸收波长的光谱，从而可以避免H2O等其他气体对甲烷检测的交叉干扰。能够发射以上2种频率激光的激光器成本差异较大，考虑到传感器的推广应用，一般根据甲烷对1．66μm激光吸收的特性测定甲烷浓度，激光甲烷传感器主要结构示意图如图1[6-7]。3实验及结果分析3．1实验用激光甲烷传感器光路结构激光甲烷传感器的光路结构如图2。光路结构一般包括基座、激光器?
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本文编号：2567474
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