基于铒镱共掺光纤的有源内腔式混合气体传感

  在工业生产过程中,及时、准确地对易燃、易爆、有毒、有害气体进行监测预报已成为当前煤炭、石油、化工、电力等行业亟待解决的重要问题之一。推进大气污染防治,控制大气中有害气体含量,也迫切需要对所处环境中的气体成分实施有效监测。现有气体传感系统中通常一个光源只能用于检测一种气体,系统复用特性较差,传感灵敏度也有待进一步增强。
  基于铒镱共掺光纤的有源内腔式混合气体传感技术是一种新型气体传感技术,具有灵敏度高、抗干扰能力强、光源激射波段宽、可检测气体种类多等特点,能同时实现多种气体的种类识别和浓度检测,在大气环境监测和安全生产领域具有广阔的应用前景。
  基于铒镱共掺光纤的有源内腔式混合气体传感系统采用铒镱共掺光纤作为增益介质,有效地抑制了高浓度铒离子引起的猝灭效应及泵浦光功率波动造成的输出激光功率波动,输出光谱范围大大增加。传感气室置于激光谐振腔内,激光形成过程中多次经过待测气室,有效吸收光程及传感灵敏度得到极大提高。由于气体分子的选择性吸收,当激光波长与气体吸收波长相同时,光强发生衰减,衰减大小与气体浓度成正比,衰减位置反映气体种类信息。
系统参数:
波长覆盖范围:1450-1647nm;     工作温度:-5~70℃;
可检测气体种类:N2O、C2H2、NH3、CO、CO2、H2S、CH4等。


图1 系统结构

图2  传感气室

图3  气体吸收谱线提取

 

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