光纤布拉格光栅滤波型甲烷浓度测量系统设计

发布时间：2021-05-07 16:15

　　针对甲烷浓度测量过程中,系统测量易受外界环境、气室不稳定等因素的影响,存在测量结果不准确的问题,设计了一套适用于低浓度甲烷气体测量的检测系统。首先,根据甲烷的吸收光谱结合现有光源的带宽选择甲烷2ν₃带的R（4）支（1 650.955 nm）作为吸收峰;其次,根据光纤光栅的温度敏感特性,测量系统中加入参考光栅,解决了温度变化影响气体浓度精确测量的问题;然后,运用ZEMAX软件对设计的气室进行仿真模拟和优化,气室对甲烷近红外激光的耦合效率达到93.2%。通过实验验证了该气室的高耦合效率和高稳定性;最后,搭建测量实验系统,进行了系统的标定、系统技术指标的计算和气体浓度测量。测量结果表明,测量系统的灵敏度为0.02 mV/ppm,测量系统的稳定度为0.12%,最大测量相对误差为0.149%,系统测量的示值与理论值具有良好的线性关系,具有稳定可靠、精度高、抗干扰能力强等优点。 

【文章来源】：仪器仪表学报. 2020,41(08)北大核心EICSCD

【文章页数】：13 页

【文章目录】：
0 引 言
1 基本原理
    1.1 甲烷气体的红外光谱特性
    1.2 甲烷气体的红外吸收系数
    1.3 差分吸收测量原理
2 系统设计
3 气室的结构设计
    3.1 气室的组成
    3.2 气室的仿真模拟和优化
4 实验测量结果及分析
    4.1 测量系统的标定
    4.2 系统对比测量实验
    4.3 系统的技术指标
        1)系统的灵敏度
        2)系统的稳定性和重复性
    4.4 甲烷气体浓度测量
5 结 论


【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3173698