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双波长光谱法光纤甲烷传感器性能的研究

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甲烷是易燃、易爆气体和多种燃料的主要成分,它在大气中爆炸的体积分数下限为5.3%,上限为15%,准确检测甲烷气体体积分数对于工业安全生产运行以及地质勘探领域有着至关重要的作用。目前,广泛采用光谱吸收法检测甲烷气体体积分数,发光二极管(LED)光源驱动电流抖动,针对光谱吸收法检测甲烷气体体积分数时,存在着由于LED光源驱动电流抖动和环境背景光干扰造成的测量误差,设计的双波长光谱法光纤甲烷传感器极大地减小了上述误差,实验结果表明:其测量精度一般可以达到5%,相比同类传感器提高了测量精度。对于测量精度要求较高的场合,进一步推导了双波长测量误差公式,详细分析了测量波长漂移和测量环境温度变化导致的测量误差性质。研究结果对于其他强度调制型光纤传感器具有普遍的借鉴价值。

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