一种光纤传输的红外吸收式甲烷气体的检测方法技术

本发明专利技术针对基于半导体激光器的近红外光纤检测方法的高成本、实用化程度低的不足，公开了一种基于微分光器的光纤传输红外吸收式甲烷气体的检测方法，其特征是，采用宽带红外光源、闪耀光栅、传输光纤、吸收气室、光电探测器、信号处理电路组成测试系统。由红外ＬＥＤ光源发出的光，通过闪耀光栅分光获得中心波长为１３３１ｎｍ的窄带光源，通过入射光纤传输，经过透镜准直入射到充满甲烷气体的吸收气室，出射光通过自聚焦透镜耦合至出射光纤，再传输到光电探测器及信号处理电路，基于Ｂｅｅｒ－Ｌａｍｂｅｒｔ气体红外吸收定律，通过检测透过气室的红外光衰减情况可以获得气室内的甲烷气体浓度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种甲烷气体的检测方法，特别涉及。
技术介绍
甲烷(CH4)是易燃易爆气体，是煤矿瓦斯、沼气、天然气的主要成分，是一种重要的化工原料，在大气中浓度5.3％～15％时，具有爆炸性。瓦斯事故是煤矿安全生产的主要威胁之一，一直是困扰采矿业的重大难题，给国家和人民带来巨大的损失。同时，甲烷还是造成“温室效应”的主要成分之一，城市瓦斯管道的年久腐蚀也是城市安全的一大隐患。因此，开发一种安全可靠、高灵敏度、本质安全的甲烷检测系统具有切实而重大社会意义和经济价值。甲烷气体的检测方法根据检测装置的不同有多种，如接触燃烧式、半导体式、生物式、电化学氧化式、光学干涉式等。光纤传输的红外吸收式甲烷气体检测方法有许多其他传感检测方法无法比拟的优点，如响应速度快、动态范围大、防电磁干扰、防燃防爆、不易中毒，而且可用光纤传输实现遥测等，特别适合强电磁场环境以及诸如矿井等的恶劣环境下的应用。文献“光纤光学式甲烷气体传感器的设计与实验研究”(张景超，燕山大学，2006年4月)提出了一种红外吸收式甲烷气体检测方法，其采用DFB LD光源(分布反馈式半导体激光器)、Ring-down腔吸收气室、小波去本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤传输的红外吸收式甲烷气体的检测方法，其特征在于，包括采用一个宽带红外光源、一个带有闪耀光栅的微分光器、一个吸收气室、一个光电探测器和一个信号处理电路组成光学测试系统；所述宽带红外光源通过微分光器的闪耀光栅分光集中获得甲烷吸收 峰下的窄带光源，将所获得的窄带光源通过耦合进入入射光纤传输至吸收气室，在吸收气室的入射端采用球面透镜将窄带光源准直成平行光，经吸收气室的出射端的自聚焦透镜将携带甲烷气体浓度信号的出射光聚焦后直接耦合进入出射光纤，并传输至光电探测器，出射光通过光电探测器将光信号转换为电信号再输入至信号处理电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王海容，张英，蒋庄德，周志涛，张群明，孙国良，高鲜妮，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]