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甲烷传感器

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基于TDLAS技术的全量程激光甲烷传感器

激光甲烷传感器.jpg

防治瓦斯事故是煤矿安全生产的重点,开发高可靠性、高稳定性的瓦斯传感器对煤矿安全生产具有重大意义.甲烷是煤矿瓦斯的主要成分,按照检测原理可以将甲烷传感器分为催化型、热导型、气敏半导型、光干涉型和红外型[2-3].催化型传感器灵敏度高、响应快、受湿度影响,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.

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