可调谐DFB半导体激光器的甲烷检测传感器

• 作者: 苑彬 陈书立
• 来源期刊: 实验室研究与探索
• 学科: 工学
• 关键词: 甲烷浓度检测 可调谐半导体激光器 波长调制 微弱信号处理 锁相放大 相敏检波
• 年，卷（期）: 2020,（1）
• 所属期刊栏目: 仪器设备研制与开发
• 页码范围: 74-78,97
• 页数: 6页
• 分类号: TP271|TN21
• 字数: 5250字
• 语种: 中文

摘要

为提高甲烷浓度的检测精度,根据红外吸收光谱检测原理,推导了气体浓度跟二次谐波与一次谐波之比的关系,并利用可调谐DFB半导体激光器设计了甲烷浓度检测传感器.通过1 kHz的正弦电流叠加到激光器的电源进行调制,使光束扫描波长为3.312 μm处的吸收峰,从而在碲镉汞红外探测器上产生谐波信号.同时,利用相敏检波技术设计了微弱信号处理电路,通过前置放大、带通滤波、相敏检波、直流放大等有效抑制了信道噪声,实现了对一次和二次谐波的高精度提取.实验结果表明:设计的甲烷浓度检测传感器具有较高的测量精度和稳定度,在0％～20％的量程上,最大误差不超过0.65％,平均误差仅为0.41％,可应用于在煤矿开采和化工生产中对甲烷泄漏的监测.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	苑彬	河南职业技术学院机电工程学院	15	7	2.0	2.0
2	陈书立	郑州大学电气工程学院	17	18	2.0	4.0