一种光纤甲烷传感器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种传感器，更具体地说涉及一种光纤甲烷传感器，利用制冷芯片提高光源稳定性，利用波长调制技术和谐波检测技术提高检测灵敏度。调制谐波电路用于产生低频锯齿波，高频调制电路用于产生高频正弦波，信号叠加电路将输入信号进行叠加放大后驱动光源发光。倍频器将输入信号处理并输出二倍频信号至乘法器和移相电路，移相电路将二倍频信号的相位平移90°输出至乘法器。光纤将光信号输出，光电转换器将光信号转化为电信号。乘法器将输入信号相乘并提取出前置放大滤波器输出信号含有的二次谐波信号。处理器对信号进行运算得出甲烷浓度。滤波器Ⅱ滤去光电转换器输出信号的高频部分并输出光强直流分量信号至处理器。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种传感器，更具体地说涉及一种光纤甲烷传感器。
技术介绍
甲院是天然气、沼气和多种液化燃料的主要成份，属于易燃易爆气体。同时甲焼也是重要的工业原料和日常生活用的燃气，是矿井瓦斯的主要成份，约占瓦斯含量的83?89%。煤炭主导我国能源市场。我国煤矿安全生产状况与世界主要产煤大国相比差距较大，中小型煤矿安全生产状况尤为令人担忧，发生的重大事故多，严重威胁煤矿工人生命安全，给国民经济造成巨大损失。进行甲烷检测对防止瓦斯爆炸具有重要的意义。检测甲烷一般采用这几种方法:(I)电学类气体检测仪。(2)电化学类气体检测仪。(3)光学类气体检测仪。(4)高分子材料类气体检测仪。而光学类气体检测仪，因其本质特点安全、抗干扰能力强、灵敏度高、响应速度快、寿命长等优点而得到了广泛的应用。
技术实现思路
本技术主要解决的技术问题是:提供一种光纤甲烷传感器，采用光谱技术进行甲烷浓度检测，且利用制冷芯片提高光源稳定性，利用波长调制技术和谐波检测技术提高检测灵敏度，由硬件获得二次谐波信息，提高了信号处理的稳定性。为解决上述技术问题，本技术涉及一种传感器，更具体地说涉及一种光纤甲烷传感器，包括调制谐波电路、高频调制电路、信号叠加电路、温控芯片、制冷芯片、光源、光纤、光电转换器、前置放大滤波器、倍频器、移相电路、乘法器、滤波器1、滤波器Π、模数转换器、数模转换器和处理器，采用光谱技术进行甲烷浓度检测，且利用制冷芯片提高光源稳定性，利用波长调制技术和谐波检测技术提高检测灵敏度，由硬件获得二次谐波信息，提高了信号处理的稳定性。彳目号置加电路一端连接有尚频调制电路和调制谐波电路，另一端上连接有光源，调制谐波电路的输入端与数模转换器相连，高频调制电路的输入端与数模转换器相连，调制谐波电路用于产生低频锯齿波，高频调制电路用于产生高频正弦波，信号叠加电路将输入信号进行叠加放大后驱动光源发光。制冷芯片一端与温控芯片相连，另一端与光源相连，制冷芯片对光源进行冷却，温控芯片用于控制制冷芯片的工作状态。数模转换器的输入端与处理器相连，输出端与温控芯片相连，数模转换器将数字化温度控制信号转化为模拟信号输出。模数转换器输入端与制冷芯片相连，输出端与处理器相连，模数转换器将模拟化电流信号转化为数字信号输出。高频调制电路输出端与倍频器相连，倍频器的输出端连接有移相电路和乘法器，移相电路的输出端连接在乘法器上，倍频器将输入信号处理并输出二倍频信号至乘法器和移相电路，移相电路将二倍频信号的相位平移90°输出至乘法器。光纤一端与光源相连，另一端与光电转换器相连，光纤将光信号输出，光电转换器将光信号转化为电信号。前置放大滤波器一端与光电转换器相连，另一端与乘法器相连，前置放大滤波器将输入信号进行放大滤波后输出，乘法器将输入信号相乘并提取出前置放大滤波器输出信号含有的二次谐波信号。滤波器I 一端与乘法器相连，另一端与处理器相连，滤波器I对输入信号进行滤波处理，处理器对信号进行运算得出甲烷浓度。滤波器Π—端与光电转换器相连，另一端与处理器相连，滤波器Π滤去光电转换器输出信号的高频部分并输出光强直流分量信号至处理器。作为本方案的进一步优化，本技术一种光纤甲烷传感器所述的光源为分布反馈激光二极管。作为本方案的进一步优化，本技术一种光纤甲烷传感器所述的乘法器为模拟乘法器。作为本方案的进一步优化，本技术一种光纤甲烷传感器所述的数模转换器选用德州仪器有限公司生产的数模转换器，其型号为DAC7611。作为本方案的进一步优化，本技术一种光纤甲烷传感器所述的处理器选用德州仪器有限公司生产的处理器，其型号为AM3871。本技术一种光纤甲烷传感器的有益效果为:a.光源稳定，输出光波稳定；b.检测精度高；c.信号传输与处理稳定性高。【附图说明】图1为本技术一种光纤甲烷传感器的系统框图。【具体实施方式】在图1中，本技术涉及一种传感器，更具体地说涉及一种光纤甲烷传感器，包括调制谐波电路、高频调制电路、信号叠加电路、温控芯片、制冷芯片、光源、光纤、光电转换器、前置放大滤波器、倍频器、移相电路、乘法器、滤波器1、滤波器Π、模数转换器、数模转换器和处理器，采用光谱技术进行甲烷浓度检测，且利用制冷芯片提高光源稳定性，利用波长调制技术和谐波检测技术提高检测灵敏度，由硬件获得二次谐波信息，提高了信号处理的稳定性。彳目号置加电路一端连接有尚频调制电路和调制谐波电路，另一端上连接有光源，调制谐波电路的输入端与数模转换器相连，高频调制电路的输入端与数模转换器相连，调制谐波电路用于产生低频锯齿波，高频调制电路用于产生高频正弦波，信号叠加电路将输入信号进行叠加放大后驱动光源发光。处理器发出低频谐波信号至调制谐波电路，调制谐波电路接收信号并输出相应频率的低频锯齿波。处理器发出高频调制信号至高频调制电路，高频调制电路接收信号并输出一定频率的高频正弦波。信号叠加电路对低频锯齿波和高频正弦波进行叠加后放大以驱动光源发光。光源发光功率受到处理器控制，发光功率可调。光源为分布反馈激光二极管，该型光源输出波长连续可调且光波稳定性好，满足了信号源的稳定性。制冷芯片一端与温控芯片相连，另一端与光源相连，制冷芯片对光源进行冷却，温控芯片用于控制制冷芯片的工作状态。数模转换器的输入端与处理器相连，输出端与温控芯片相连，数模转换器将数字化温度控制信号转化为模拟信号输出。模数转换器输入端与制冷芯片相连，输出端与处理器当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤甲烷传感器，包括调制谐波电路、高频调制电路、信号叠加电路、温控芯片、制冷芯片、光源、光纤、光电转换器、前置放大滤波器、倍频器、移相电路、乘法器、滤波器Ⅰ、滤波器Ⅱ、模数转换器、数模转换器和处理器，其特征在于：信号叠加电路一端连接有高频调制电路和调制谐波电路，另一端上连接有光源，调制谐波电路的输入端与数模转换器相连，高频调制电路的输入端与数模转换器相连，调制谐波电路用于产生低频锯齿波，高频调制电路用于产生高频正弦波，信号叠加电路将输入信号进行叠加放大后驱动光源发光；制冷芯片一端与温控芯片相连，另一端与光源相连，制冷芯片对光源进行冷却，温控芯片用于控制制冷芯片的工作状态；数模转换器的输入端与处理器相连，输出端与温控芯片相连，数模转换器将数字化温度控制信号转化为模拟信号输出；模数转换器输入端与制冷芯片相连，输出端与处理器相连，模数转换器将模拟化电流信号转化为数字信号输出；高频调制电路输出端与倍频器相连，倍频器的输出端连接有移相电路和乘法器，移相电路的输出端连接在乘法器上，倍频器将输入信号处理并输出二倍频信号至乘法器和移相电路，移相电路将二倍频信号的相位平移90°输出至乘法器；光纤一端与光源相连，另一端与光电转换器相连，光纤将光信号输出，光电转换器将光信号转化为电信号；前置放大滤波器一端与光电转换器相连，另一端与乘法器相连，前置放大滤波器将输入信号进行放大滤波后输出，乘法器将输入信号相乘并提取出前置放大滤波器输出信号含有的二次谐波信号；滤波器Ⅰ一端与乘法器相连，另一端与处理器相连，滤波器Ⅰ对输入信号进行滤波处理，处理器对信号进行运算得出甲烷浓度；滤波器Ⅱ一端与光电转换器相连，另一端与处理器相连，滤波器Ⅱ滤去光电转换器输出信号的高频部分并输出光强直流分量信号至处理器。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴迪，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：新型
国别省市：安徽;34