基于TDLAS技术的全量程激光甲烷传感器

作     者：庞涛 王煜 夏滑 张志荣 汤玉泉 董凤忠 PANG Tao;WANG Yu;XIA Hua;ZHANG Zhi-rong;TANG Yu-quan;DONG Feng-zhong

作者机构：中国科学院安徽光学精密机械研究所安徽省光子器件与材料重点实验室合肥230031 中国科学技术大学合肥230026 

出 版 物：《光子学报》 (Acta Photonica Sinica)

年 卷 期：2016年第45卷第9期

页      面：98-104页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070302[理学-分析化学] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(Nos.11204320 11204319 41405034) 国家科技支撑计划(No.2014BAC17B03) 中国科学院科研装备研制项目(No.Z201315)资助~~ 

主　　题：激光吸收光谱 可调谐半导体激光器 直接吸收 波长调制 甲烷检测 

摘      要：根据煤矿安全生产监控系统对测量甲烷浓度全量程高准确度的需要,基于可调谐半导体激光吸收光谱技术,设计了一种全量程一体化激光甲烷传感器.采用1 653.72nm分布式反馈半导体激光器作为系统光源,单板电路实现激光器驱动、温度控制、信号调制与解调、浓度反演.为兼顾高测量准确度和大动态测量范围,系统在低浓度时利用波长调制技术进行甲烷浓度在线检测;当气体浓度大于阈值时,自动切换到直接吸收检测技术.实验结果表明,该传感器在浓度范围为0~5%内误差小于±0.06%,在浓度范围为5~100%内误差小于真值的±6%,响应时间约为15s,满足矿井实际测量需要.