一种伪差分波长调制光纤甲烷气体浓度检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种伪差分波长调制光纤甲烷气体浓度检测装置及方法，其中该装置包括驱动信号发生器，其与光源相连；光源还与温控器相连；光源输出的光信号传输至光电探测器转换为电流信号，再经弱信号放大器放大并转化为电压信号；弱信号放大器输出的电压信号进入微分器，所述微分器用于对电压信号进行频域局部微分和频域局部放大；微分器的输出分为两路，第一路仅截取方波信号的低电压信号，第二路仅截取方波信号的高电压信号，这两路信号分别输入至低通滤波器进行低通滤波处理，再输入至差分放大器的两个输入端进行差分放大；差分放大器的输出信号传送至控制器内，由控制器对差分放大后的信号取积分后，得到甲烷气体浓度。

Pseudo differential wavelength modulation optical fiber methane gas concentration detecting device and method

The invention discloses a Pseudo differential wavelength modulated optical fiber methane gas concentration detection device and method, wherein the device comprises a drive signal generator, which connected with the light source; the light source is connected with the temperature controller; the output light source conversion signal is transmitted to the photoelectric detector for the current signal, the weak signal amplifier and converted to voltage signal; weak signal amplifier output voltage signal into the differential device, the differentiator for the voltage signal of the frequency domain partial differential amplification and frequency domain; the output differentiator is divided into two parts, low voltage signal of the first road only interception of the square wave signal, the high voltage signal second only interception of the square wave signal, the the two signals are input to the low pass filter low pass filters, and then input to the two input end of the amplifier is a differential amplifier; differential amplifier The output signal is transmitted to the controller, and the methane gas concentration is obtained after the differential amplified signal is integrated by the controller.

【技术实现步骤摘要】
一种伪差分波长调制光纤甲烷气体浓度检测装置及方法
本专利技术属于气体检测领域，尤其涉及一种伪差分波长调制光纤甲烷气体浓度检测装置及方法。
技术介绍
气体浓度检测方法有电化学法、电气法、气相色谱法和光学法等。电化学法利用电化学方法，使用电极与电解液对气体进行检测；电气法利用半导体气体敏感器件进行检测；气相色谱法是一种物理分离分析技术，用吸附剂使物质成分按吸附能力的强弱层析在色谱上，是一种实验室方法；光学法是利用气体的光折射率或者光谱吸收特性检测气体。目前的检测光纤甲烷气体浓度的方法是一种基于光谱吸收的光学方法，其通过测量甲烷气体透射或反射光强的变化得到甲烷气体浓度。每种气体分子都有自己的吸收谱线，光源发出的光信号只有在与被测气体吸收谱线重叠的部分才产生吸收效应，吸收后的光信号强度发生衰减。当一束光强为I0的平行光通过含有甲烷气体的气室时，如果光信号覆盖甲烷气体的吸收谱线，则透射或反射光强发生衰减。根据比尔-朗伯(Beer-Lambert)定律，输出光强I(λ)与输入光强I0(λ)、气体浓度C之间的关系为：其中，αλ是甲烷气体在光波长为λ时的吸收系数，L是吸收路径的长度。由式(2-1)可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种伪差分波长调制光纤甲烷气体浓度检测装置，其特征在于，包括：驱动信号发生器，其与光源相连，用于产生载有高频方波的锯齿波电流信号来驱动光源；所述光源还与温控器相连，温控器用于调节光源的工作温度使其输出光强度最高时，波长恰好对准甲烷吸收谱线中心波长；所述光源输出的光信号传输至光电探测器转换为电流信号，再经弱信号放大器放大并转化为电压信号；弱信号放大器输出的电压信号进入微分器，所述微分器用于对电压信号进行频域局部微分和频域局部放大；微分器的输出分为两路，第一路仅截取方波信号的低电压信号，第二路仅截取方波信号的高电压信号，这两路信号分别输入至低通滤波器进行低通滤波处理，再输入至差分放大器的两个输入端...

【技术特征摘要】
1.一种伪差分波长调制光纤甲烷气体浓度检测装置，其特征在于，包括：驱动信号发生器，其与光源相连，用于产生载有高频方波的锯齿波电流信号来驱动光源；所述光源还与温控器相连，温控器用于调节光源的工作温度使其输出光强度最高时，波长恰好对准甲烷吸收谱线中心波长；所述光源输出的光信号传输至光电探测器转换为电流信号，再经弱信号放大器放大并转化为电压信号；弱信号放大器输出的电压信号进入微分器，所述微分器用于对电压信号进行频域局部微分和频域局部放大；微分器的输出分为两路，第一路仅截取方波信号的低电压信号，第二路仅截取方波信号的高电压信号，这两路信号分别输入至低通滤波器进行低通滤波处理，再输入至差分放大器的两个输入端进行差分放大；差分放大器的输出信号传送至控制器内，由控制器对差分放大后的信号取积分后，得到甲烷气体浓度。2.如权利要求1所述的一种伪差分波长调制光纤甲烷气体浓度检测装置，其特征在于，所述驱动信号发生器包括分别与控制器相连的第一数模转换器和第二数模转换器、第一单刀双掷开关、缓冲器和电流源，所述控制器同时驱动第一数模转换器和第二数模转换器分别产生一路锯齿波电压信号；所述第一数模转换器和第二数模转换器分别与第一单刀双掷开关相连，所述第一单刀双掷开关与控制器相连，用于生成载有高频方波的锯齿波电压信号。3.如权利要求2所述的一种伪差分波长调制光纤甲烷气体浓度检测装置，其特征在于，所述第一单刀双掷开关还依次串接有缓冲器和电流源，所述电流源与光源相连。4.如权利要求1所述的一种伪差分波长调制光纤甲烷气体浓度检测装置，其特征在于，所述光源输出的光信号经过环形器、反射式传感探头传输至光电探测器转换为电流信号，所述环形器与反射式传感探头相连。5.如权利要求1所述的一种伪差分波长...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔洪亮，王忠民，常天英，曾祥豹，王海旭，程立耀，
申请(专利权)人：珠海任驰光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44