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基于正交偏振光的瓦斯浓度传感器研究杨伟红唬蹩嗣,徐广明卫贾,胛蓿浩鰂憎鷑Ⅸ加,三豇硷聆垤,鳓加口;Π霥舐媒偕俱睿ǹ辉ア砌鲫船埘洳眈瑙矗鯬删略鎜斟珺鷌、∞瞒,言光电工程甿,蟚引耐砌锄文章编号:———该方法提高了系统的灵敏度和分辨率,传感器线性度和稳定性好,抗干扰能力强,具有良好的检测效果。鰁弧保琇痩挖口;猚簔纒艉蟴瓦斯是易燃易爆气体,是煤矿生产中的主要有害气体之一,也是发生在煤矿中重大自然灾害的根源之一。矿井中瓦斯的主要成分是甲烷,因此,有效准确地预测甲烷浓度有着重大意义。,辽宁阜新;ū贝笱Щ笛г海蜓本┛萍即笱Щ笛г海本摘要:介绍了瓦斯浓度传感器系统的基本原理,提出了基于正交偏振光的差分吸收式瓦斯浓度检测模型,建立了瓦斯浓度传感器的数学模型,设计了传感器系统结构以及光路和气室结构,并对传感器进行了实验研究。传感器系统利用起偏器将两束不同波长的单色光转变为正交偏振光,然后让这两束正交偏振光同时通过检测气室,最后用渥拉斯顿棱镜将两束单色光分开,并用光电探测器分别实现两束单色光的光强信号提取。实验结果表叽,使用关键词:瓦斯;传感器;差分;正交偏振光中图分类号:文献标志码:,甶....瑇.&办,可埘叠蓿珽增加∞’..,甌穓簃;;.;收稿日期:——;收到修改稿日期:炔基金项目:辽宁工程技术大学优秀青年基金资助项目作者简介:杨伟红,男鹤,四川眉山人。讲师,博士研究生,主要研究机电一体化。猰:.、,...:,騩甌
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鹘杏荩殖荷蟣孕簄鱼垄籰艘因为展瘌跳测,且琪有随机性,如果直接用式慈范ㄆ迮ǘ龋敲创友芸谕虻奈蟛疃蓟嶙钪式中:口为气体吸收系数,三为吸收路径的长度,∥是瑞利散射系数,敲资仙⑸湎凳崞迕芏炔ǘ骸!!I稀!R孕ǜ衅飨低吃的吸收谱线如图屯所示。.因此,,如为担蚩五,,,,式目前甲烷检测的原理中光谱吸收原理技术相对成熟,常用差分法和谐波检测澍S捎谝郧岸圆罘址气体时发生衰减,根据砌定律,输出光强,与输入光强而和气体浓度涞墓叵滴"】—≥胍石况万④为了在不附加参考气室的情况下将煌ǔさ牡ドü馔蓖ü觳馄澹岢隽嘶谡黄窆獾牟分吸收式检测模型来实现瓦斯浓度检测,即先将煌ǔさ牡ドü夥直鹱1湮F穹较蚧ハ啻怪钡恼测器分别实现ドü獾墓馇啃藕盘崛 U庋跣×讼低车奈蟛睿岣吡讼低车牧槊舳群涂垢扇拍芰稪。造成的吸收系数。在对待测气体确定了检测所需的谱线波长后,根据待测气体吸收谱线的波长选择相应的以得到气体的浓度表达式为导致气体浓度的测量误差。因此用ǔ允⑼相隔极近的单色光同时通过待测气体,则有:,厶緋三占五五五緋五￡五五汪五式中:敏允和琢屯J导氏低车谋壤凳S墒和式鞑罘值茫陋一口五五,一∥】三一粂弧就一万】’可以认为:∥帧以瑈謞,≈万,如果能通过调节光学系统以及光源的强度使,。,。,则式蛭【口豢五咳甲烷在近红外波段豰处具有较强吸收峰,而在、、、均无明显的吸收,常见背景气体与甲烷在归浇又由于五汪五五颍』的研究中不能将煌ǔさ牡ドü馔蓖ü觳馄澹歉郊硬慰计遥庋透觳獯戳宋蟛睢交线偏振光,然后将正交偏振光同时通过检测气体,最后用渥拉斯顿棱镜将两束单色光分开,并用光电探、.基本原理当一束光强为而的平行光通过充有气体的气室时,如果光源光谱覆盖一个或多个气体吸收线,光通过,蘣卜贑