吸收型光纖CO氣體傳感器信號處理技術的研究.pdf

1、隨著石油、天燃氣工業(yè)和煤炭工業(yè)的發(fā)展，能源生產安全和環(huán)境污染等問題成為人們日益關注的焦點。對煤炭、冶金、鑄造等工業(yè)生產和日常生活中產生的各種有毒有害、易燃易爆氣體進行實時監(jiān)測顯得尤為重要。與傳統(tǒng)的電式傳感器相比，光纖傳感器在使用過程中過程中不會產生電火花，更不可能引發(fā)爆炸，也不會發(fā)生老化和中毒現象。光譜吸收型光纖氣體傳感器因具有靈敏度高、響應速度快、分辨力高、抗電磁干擾、適用于易燃易爆的危險場合等優(yōu)點，備受國內外研究學者的關注，在工業(yè)生

2、產、環(huán)境監(jiān)測等領域有重大的研究和實用價值。
　　 本文選擇以一氧化碳（CO）氣體作為研究對象，對光譜吸收型光纖CO 氣體傳感器檢測系統(tǒng)的關鍵技術和主要組成模塊進行了研究。首先，根據氣體分子的光譜吸收理論，分別對差分吸收檢測和諧波檢測這兩種微弱信號處理技術進行了分析，最終確定了基于差分后諧波檢測的光纖氣體傳感器的理論模型。然后，結合本設計的具體要求，對傳感器系統(tǒng)的關鍵部分氣室進行了設計，對傳感器系統(tǒng)中主要的元器件，如光源、光電探測

3、器等進行了合理的選擇。接下來，通過運用現代光電檢測技術和微弱信號處理技術，設計了傳感器系統(tǒng)的微弱光信號檢測模塊，實現了前置放大電路、帶通濾波電路和差分移向電路等。緊接著，又以虛擬儀器LabVIEW 作為平臺設計了傳感器系統(tǒng)差分后的信號處理模塊。系統(tǒng)設計完成之后，為了驗證本設計的可行性和實用性，對其進行了實驗實測，給出了最終的實驗數據，并對實驗結果進行了討論，結果表明本設計達到了預期的要求。最后，全面總結了本次設計所完成的全部工作，并分析