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《北京交通大学》 2007年
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光纤甲烷传感技术研究

刘晓冬  
【摘要】: 甲烷是工矿瓦斯气体的主要成分,实现甲烷气体浓度的可靠、高效、实时监测,对矿井安全生产以及环境保护有极其重要的意义。光纤气体传感器集灵敏度高、频带宽、抗干扰和恶劣环境能力强、易小型化等优点于一身,具有其它气体传感器无可比拟的优越性,倍受国内外学者关注。 本文基于气体光谱吸收技术,进行光纤甲烷浓度检测的实验研究,完成了光源、检测电路、气室和探头的研制工作。在国内首次使用1665nm的窄带DFB激光器作为探测光源,使用锁相放大技术作为信号检测方法,对甲烷气体在1665nm波段的吸收特性进行了实验研究,测得实验室条件下高浓度甲烷气体的吸收系数;通过扩散实验和稳定性实验对实验系统的性能进行了分析,结果表明系统的理论可探测甲烷气体最低浓度为1.6%,灵敏度和分辨率分别为0.0075uW/ppm和66ppm,系统重复性和稳定性良好。
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TN253

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张可可;光谱吸收式光纤气体检测理论及技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 徐珍;煤矿安全检测系统中甲烷气体检测仪的研制[D];武汉科技大学;2011年
2 林江;光纤甲烷气体传感研究[D];华中科技大学;2011年
3 周振;基于MEMS悬臂梁压阻桥式传感器的检测仪的研制[D];中北大学;2012年
4 王俏;光纤甲烷传感器的信号处理方法[D];北京交通大学;2009年
5 芦婧;光谱吸收型光纤甲烷气体传感器检测方案研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 于莎莎;基于TDLAS气体检测系统中光源波长锁定的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 叶险峰,汤伟中;CH_4气体光纤传感器的研究[J];半导体光电;2000年03期
2 白晓东,周洪直,李坚,王玉梅,李大刚;相位可调射频有源移相器设计[J];北京工业大学学报;2001年03期
3 阎卫平,刘文琦,牛德芳,汤素芬;光纤气体传感器的研究[J];传感技术学报;1998年03期
4 王玉田,刘瑾,杨海马;光纤光栅调制式光纤甲烷气体传感器的研究[J];传感技术学报;2003年03期
5 刘志存;催化元件变流检测矿井瓦斯[J];传感器技术;2003年11期
6 徐建春;国外矿用光纤沼气传感器及其传输系统[J];煤炭工程师;1998年03期
7 曾中明;几种半导体气敏陶瓷材料的发展概况[J];佛山陶瓷;2002年08期
8 王玉田,郭增军,王莉田;调制式光纤甲烷气体传感器的研究[J];光电工程;2002年02期
9 王玉田,李晓昕,刘占伟,郭媛,王书涛,车仁生;甲烷气体多点光纤传感系统的研究[J];光电工程;2004年06期
10 王玉田,郭增军,王莉田;差分吸收式光纤甲烷气体传感器的研究[J];光电子·激光;2001年07期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 郭廷荣;光谱吸收式光纤甲烷气体传感器的研究[D];燕山大学;2001年
2 刘瑾;光谱吸收式光纤甲烷气体传感系统的研究[D];燕山大学;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 叶险峰,汤伟中;CH_4气体光纤传感器的研究[J];半导体光电;2000年03期
2 管立君;张景超;褚衍平;刘宇蕾;;光纤光栅式甲烷浓度差分检测系统研究[J];半导体光电;2008年02期
3 余贶琭;吴重庆;郭旋;王智;王拥军;;光纤气体传感网络的研究进展[J];半导体光电;2010年01期
4 刘日龙;殷德奎;;激光干涉仪光电检测电路的设计[J];半导体光电;2010年02期
5 唐娅荔;杨伯君;;用于CO传感的空芯带隙型光子晶体光纤的研究[J];半导体光电;2010年04期
6 吕振;董璞;;基于MEMS可编程光栅检测甲烷的研究[J];半导体光电;2011年01期
7 韦云波;印新达;江山;董雷;;基于可调谐半导体激光器的甲烷气体监测技术[J];半导体光电;2012年02期
8 余贶琭;吴重庆;王智;刘锐;王俏;;基于全光缓存器的光纤传感甲烷多点监测系统[J];北京交通大学学报;2009年03期
9 王玉田,刘瑾,杨海马;光纤光栅调制式光纤甲烷气体传感器的研究[J];传感技术学报;2003年03期
10 安飞;苑伟政;乔大勇;秦冲;;微型可编程光栅光谱模拟特性及其应用研究[J];传感技术学报;2006年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王允韬;蔡海文;耿建新;方祖捷;;光纤瓦斯传感器[A];上海市激光学会2005年学术年会论文集[C];2005年
2 林键;朱力生;浦辰雨;;近红外吸收光谱技术在炼钢气体检测中的应用[A];自动化技术与冶金流程节能减排——全国冶金自动化信息网2008年会论文集[C];2008年
3 王书涛;;采用稳频DFBLD光源的光谱吸收式甲烷光纤检测系统研究[A];2007'仪表,自动化及先进集成技术大会论文集(一)[C];2007年
4 张记龙;阎鹤;王志斌;李晓;田二明;刘智超;;矿井瓦斯浓度光纤检测网络[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅰ)[C];2008年
5 张利彬;杨立军;富庆飞;;一种锁定放大电路在离心喷嘴脉动流量测量中的应用[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(3)[C];2008年
6 叶宋阳;石成英;;锁定放大器在相位激光测距仪中的应用[A];第七届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2009年
7 王鹏;张记龙;王志斌;李晓;田二明;阎鹤;;基于DFB LD的光纤甲烷浓度传感系统研究[A];中国仪器仪表学会第十一届青年学术会议论文集[C];2009年
8 孟宗;;透射式光纤甲烷气体监测系统的研究[A];第三届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2005年
9 孟宗;;吸收式光纤乙炔气体传感器的研究[A];第七届青年学术会议论文集[C];2005年
10 杨洋;黄亮;王书涛;;基于谐波检测的光纤传感器对甲烷检测的研究[A];中国仪器仪表学会第十二届青年学术会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 苏成志;瞄准具传光能力评价及测试方法的研究[D];长春理工大学;2010年
2 余贶琭;基于吸收光谱法的光纤气体传感器及传感网络[D];北京交通大学;2011年
3 杨秋霞;连续波腔衰荡光谱技术特性及在气体浓度测量中应用研究[D];燕山大学;2011年
4 肖光宗;基于Y型腔正交偏振双频激光器的激光加速度计初步研究[D];国防科学技术大学;2011年
5 范典;基于光纤环衰荡方法的分布式气体监测系统研究[D];武汉理工大学;2011年
6 郭增军;基于光谱吸收光纤甲烷气体传感系统的研究[D];燕山大学;2003年
7 代少升;红外焦平面阵列实时非均匀性校正研究[D];重庆大学;2004年
8 张景超;光纤光学式甲烷气体传感器的设计与实验研究[D];燕山大学;2006年
9 陈鹏;长距离HF射频识别关键技术研究与实现[D];华南理工大学;2006年
10 肖韶荣;大气监测光纤气体传感器的研究[D];南京理工大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈洋;在线式瓦斯监测系统[D];山东科技大学;2010年
2 滕景忠;智能瓦斯传感器的研制[D];山东科技大学;2010年
3 贾林涛;折射率调制光纤气体传感系统设计与研究[D];郑州大学;2010年
4 王晓东;基于红外吸收型CO_2浓度分析仪设计[D];郑州大学;2010年
5 杨蕊;数字化光纤气体检测系统方案研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 石建中;近红外光纤甲烷气体检测系统方案设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 张玉玲;WCDMA-RNC告警相关性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 赵丹;基于MPSO-RBF预测控制的瓦斯监控系统研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
9 刘飞;便携式甲烷气体检测仪[D];哈尔滨理工大学;2010年
10 杨雪玲;基于光谱吸收法的乙烯气体浓度检测系统研究[D];山东大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 齐丽云,石家纬,高鼎三;波长(频率)可调谐半导体激光器[J];半导体光电;1999年05期
2 叶险峰,汤伟中;CH_4气体光纤传感器的研究[J];半导体光电;2000年03期
3 邓军,单江东,张娜,田小建;大功率半导体激光器驱动器的研究与设计[J];半导体光电;2003年05期
4 邓广福;刘光达;田磊;孟磊;朱平;;光谱吸收光纤气体传感技术探讨[J];半导体光电;2006年06期
5 于晓梅,江兴流,J.Thaysen,O.Hansen,A.Boisen;硅压阻输出微传感器的1/f噪声[J];半导体学报;2001年09期
6 张明珠;红外光纤甲烷监测系统的分析与设计[J];北京工业职业技术学院学报;2004年04期
7 王子江,潘云,叶向荣,夏益民;光干涉式甲烷浓度检测系统的研制[J];传感技术学报;1994年04期
8 王玉田,郭廷荣,王莉田,侯培国;吸收式光纤甲烷气体传感器的研究[J];传感技术学报;2001年01期
9 王玉田,郭增军,王莉田,侯培国;透射式光纤甲烷气体传感器的研究[J];传感技术学报;2001年02期
10 曾磊,周嘉,黄维宁,黄宜平;基于微悬臂梁的生化传感器[J];传感器技术;2004年06期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 晏长岭;垂直腔面发射激光器的研制及其特性分析[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2000年
2 郭增军;基于光谱吸收光纤甲烷气体传感系统的研究[D];燕山大学;2003年
3 马维光;甲烷气体分子高灵敏高分辨吸收光谱的理论与实验研究[D];山西大学;2005年
4 张景超;光纤光学式甲烷气体传感器的设计与实验研究[D];燕山大学;2006年
5 肖韶荣;大气监测光纤气体传感器的研究[D];南京理工大学;2006年
6 曲艺;甲烷与一氧化碳浓度光学检测[D];吉林大学;2006年
7 王艳菊;基于光谱吸收的光纤式有害气体测量技术的研究[D];燕山大学;2006年
8 李宁;基于可调谐激光吸收光谱技术的气体在线检测及二维分布重建研究[D];浙江大学;2008年
9 撒继铭;光纤CO气体传感器的理论建模及设计实现[D];华中科技大学;2007年
10 吴希军;基于光谱吸收的瓦斯检测技术及实验研究[D];燕山大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨蕊;数字化光纤气体检测系统方案研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 石建中;近红外光纤甲烷气体检测系统方案设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 贺俊博;气体检测系统中稳定LD工作的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 曲秋红;实用太赫光谱仪信号锁相放大新技术研究[D];天津大学;2010年
5 郭廷荣;光谱吸收式光纤甲烷气体传感器的研究[D];燕山大学;2001年
6 芮祥新;自制数字锁频紫外-可见吸收谱仪及应用[D];浙江大学;2002年
7 刘瑾;光谱吸收式光纤甲烷气体传感系统的研究[D];燕山大学;2004年
8 孙晓峰;利用LED检测甲烷浓度的实验研究[D];吉林大学;2004年
9 冉昌艳;光纤气体传感器的研究[D];武汉理工大学;2006年
10 王久龙;基于谐波检测技术的光谱吸收光纤乙炔气体传感器的研究[D];燕山大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 金永君;艾延宝;任常愚;邓慧;;基于光谱吸收的甲烷气体光纤传感器[J];实验室研究与探索;2011年12期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张可可;光谱吸收式光纤气体检测理论及技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 张海庆;双波长光纤甲烷传感系统的研究[D];安徽理工大学;2011年
2 胡丹;吸收型光纤CO气体传感器信号处理技术的研究[D];华中科技大学;2011年
3 林江;光纤甲烷气体传感研究[D];华中科技大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 叶险峰,汤伟中;CH_4气体光纤传感器的研究[J];半导体光电;2000年03期
2 何强;一种先进的N分数锁相环频率合成器[J];半导体技术;2003年03期
3 刘,黄尚廉,陈伟民,黎学明,张玉奇;拉曼光谱学用于监测变压器油中的甲烷气体的研究[J];传感技术学报;1998年01期
4 阎卫平,刘文琦,牛德芳,汤素芬;光纤气体传感器的研究[J];传感技术学报;1998年03期
5 王玉田,郭增军,王莉田,侯培国;透射式光纤甲烷气体传感器的研究[J];传感技术学报;2001年02期
6 王莉田,史锦珊,王玉田;吸收式环境气体光纤传感器[J];传感器技术;1996年06期
7 刘建周,王永志,冯业铭,魏贤勇;瓦斯传感器稳态工作方程与线性补偿模拟[J];传感器技术;1999年01期
8 侯培国,王玉田,王莉田,王杰,郭增军;高性能虚拟数字示波器的研究[J];测试技术学报;2002年02期
9 王玉田,王莉田,郑龙江,侯陪国;光纤气体传感器的研究[J];燕山大学学报;2000年04期
10 钟景华 ,郭学雷;Σ-△调制频率合成器[J];电子工程师;2002年06期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 郭增军;基于光谱吸收光纤甲烷气体传感系统的研究[D];燕山大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 郭廷荣;光谱吸收式光纤甲烷气体传感器的研究[D];燕山大学;2001年
2 孟宗;光谱吸收式变压器油中乙炔气体浓度测量仪的研究[D];燕山大学;2003年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;甲烷爆发[J];大自然探索;2009年11期
2 李娜;段立君;纪常杰;;冰川消融过程中气候驱动海底沉积物排放烃[J];国外油田工程;2007年11期
3 李霖峰;尹王保;;激光遥感探测甲烷气体最低接收功率需求研究[J];光学仪器;2010年01期
4 ;我国深海海底甲烷原位探测技术取得突破[J];海洋石油;2011年02期
5 姜子钢;李士春;胡太山;刘平;;生物能的利用[J];科学大众(中学版);1958年04期
6 钟仕科,付继武;甲烷气体传感器的性能研究[J];南昌大学学报(理科版);1990年02期
7 王庆光;徐瑞松;王洁;陈彧;;南海北部油气化探研究——以甲烷浓度为例[J];海洋科学;2010年06期
8 冯锡钰,孙怡,魏东兴;光纤气体传感器的研究[J];大连理工大学学报;1997年S2期
9 王玉田,孟宗,刘卫东;环境监测与光纤气体传感器[J];世界科技研究与发展;2001年06期
10 高梅;李春祎;马智浩;;对甲烷气体的检测及谱分析[J];今日科苑;2007年16期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 董小鹏;付松年;游佰强;;采用新型相关光谱法的光纤气体传感器[A];全国第十次光纤通信暨第十一届集成光学学术会议(OFCIO’2001)论文集[C];2001年
2 王书涛;;采用稳频DFBLD光源的光谱吸收式甲烷光纤检测系统研究[A];2007'仪表,自动化及先进集成技术大会论文集(一)[C];2007年
3 张记龙;阎鹤;王志斌;李晓;田二明;刘智超;;矿井瓦斯浓度光纤检测网络[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅰ)[C];2008年
4 王玉田;陈蕾蕾;吴希军;张海峰;;基于近红外吸收原理的光纤CO_2气体传感器的研究[A];2007年红外探测器及其在系统中的应用学术交流会论文集[C];2007年
5 杨洋;黄亮;王书涛;;基于谐波检测的光纤传感器对甲烷检测的研究[A];中国仪器仪表学会第十二届青年学术会议论文集[C];2010年
6 刘树军;李向林;何峰;万里强;陈玮玮;伊亚莉;;CH_4产量与奶牛业常用饲草营养参数的相关性研究[A];中国草学会饲料生产专业委员会第十六次学术研讨会论文集[C];2011年
7 梁海波;徐兴安;;红外光谱检测技术在煤层气气测录井中的应用[A];2011中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2011年
8 赵华;王劲东;周斌;程炳君;冯永勇;陶然;;火星大气甲烷特征辐射断层扫描立体成像探测器[A];第二十三届全国空间探测学术交流会论文摘要集[C];2010年
9 程炳钧;赵华;;火星大气甲烷特征辐射断层扫描立体成像探测器研制可行性分析[A];第二十三届全国空间探测学术交流会论文摘要集[C];2010年
10 刘刚华;高庄矿;卞广清;;JCB-C68A型多功能甲烷检测报警仪的研制[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 华凌;火星表层甲烷气体变化异常[N];科技日报;2009年
2 记者 王洁;加大回收利用甲烷气体力度[N];长沙晚报;2010年
3 本报记者 杨贵兰;埋藏二氧化碳[N];人民日报;2001年
4 王俊鸣;欧美发现目前火星生命重要证据[N];科技日报;2004年
5 本报记者 朱卫卫;让城市不再为垃圾困扰[N];科技日报;2000年
6 记者 刘钢;黑海深处发现水化甲烷[N];新华每日电讯;2001年
7 杨贵兰;把二氧化碳埋起来[N];科技日报;2001年
8 本报记者 唐见端;美兴建最贵学校遭质疑[N];文汇报;2010年
9 欣华;换一种方式发电[N];中国矿业报;2004年
10 刘丹 李启彬;城市垃圾卫生填埋的困境与出路[N];中国建设报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郭增军;基于光谱吸收光纤甲烷气体传感系统的研究[D];燕山大学;2003年
2 撒继铭;光纤CO气体传感器的理论建模及设计实现[D];华中科技大学;2007年
3 张景超;光纤光学式甲烷气体传感器的设计与实验研究[D];燕山大学;2006年
4 王艳菊;基于光谱吸收的光纤式有害气体测量技术的研究[D];燕山大学;2006年
5 杨廷方;变压器在线监测与故障诊断新技术的研究[D];华中科技大学;2008年
6 张学锋;基于横向剪切干涉系统的甲烷气体浓度检测的研究[D];中北大学;2013年
7 余贶琭;基于吸收光谱法的光纤气体传感器及传感网络[D];北京交通大学;2011年
8 曲艺;甲烷与一氧化碳浓度光学检测[D];吉林大学;2006年
9 景磊;新型光子晶体光纤气体传感器研究[D];天津大学;2012年
10 郎咸明;水解酸化-UNITANK-BAF工艺处理制药废水的研究[D];东北大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘晓冬;光纤甲烷传感技术研究[D];北京交通大学;2007年
2 韦云波;光纤甲烷传感器技术研究[D];武汉邮电科学研究院;2012年
3 曹彦鹏;基于Fabry-Perot腔的光纤气体传感器研究[D];燕山大学;2010年
4 管立君;基于近红外吸收原理的甲烷浓度检测研究[D];燕山大学;2008年
5 高强;甲烷气体监测的可调谐多模二极管激光光谱技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 梁芳;基于光谱吸收原理的光纤甲烷气体检测研究[D];燕山大学;2009年
7 刘飞;便携式甲烷气体检测仪[D];哈尔滨理工大学;2010年
8 徐珍;煤矿安全检测系统中甲烷气体检测仪的研制[D];武汉科技大学;2011年
9 柴航;光纤甲烷气体浓度检测系统的设计与实现[D];华中科技大学;2011年
10 王娜娜;光纤气体传感器的研究[D];江南大学;2012年
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