导读:本文包含了光纤甲烷传感器论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:光子晶体光纤,甲烷传感器,敏感薄膜折射率,有限元法
光纤甲烷传感器论文文献综述
周浪[1]（2016）在《基于纳米薄膜的模间干涉型光子晶体光纤甲烷传感器研究》一文中研究指出随着光纤传感技术的快速发展,光纤气体传感器的研究受到广泛重视。甲烷是矿井瓦斯主要成分,在空气中极易发生爆炸,被视为煤矿事故的“头号杀手”,故监测其浓度意义重大。光子晶体光纤具有不同于传统光纤的传输特性,从而使其在传感方面具有很好的应用,而它在结构上的多孔特点,又使其在气体传感方面具有特殊的应用。论文提出一种基于模间干涉的光子晶体光纤(PCF)甲烷传感方法,采用模间干涉原理分析甲烷传感器的导光机理,并通过有限元法仿真分析PCF甲烷传感过程;研究敏感薄膜折射率对甲烷的响应特性;利用光纤偏移熔接、毛细浸涂法制作PCF甲烷敏感薄膜传感器;建立甲烷传感实验系统,评价传感器性能。主要内容包括:(1)基于模间干涉原理,理论分析敏感薄膜折射率、厚度和作用长度对PCF反射干涉谱特征波长的影响。采用有限元法分析纤芯基模和包层模电场分布、纤芯基模和包层模有效折射率,模间有效折射率差(PCF特征波长)随纳米薄膜折射率、厚度和作用长度的变化规律。仿真结果表明,随着敏感膜厚度从100nm增加至300nm和薄膜折射率从1.455减少至1.410时,模间有效折射率差呈缓慢下降趋势,干涉谱特征波长向短波方向移动。(2)以Cryptophane A/紫外光固化氟硅氧烷纳米薄膜为对象,研究甲烷浓度对薄膜折射率影响;在线测量结果表明敏感薄膜折射率随甲烷浓度增加而线性减小,相关系数0.996。通过优化光纤熔接参数、PCF塌缩长度、薄膜涂覆工艺,配制敏感膜涂覆溶液,并采用光纤偏移熔接、毛细浸涂技术制作PCF甲烷敏感薄膜传感器,表明光子晶体光纤最佳塌缩长度约240μm。(3)在0%~3.5%甲烷浓度范围里,实验研究不同敏感薄膜厚度、PCF作用长度对干涉谱特征波长影响,表明随着甲烷浓度增加,敏感膜折射率减小,从而引起干涉谱特征波长向短波方向移动。在薄膜厚度110nm至290nm范围内,240nm厚度的传感器表现出良好的线性关系,相关系数0.994。同时,研究非甲烷类气体硫化氢(H2S)、二氧化碳(CO2)、氧气(O2)和氮气(N2)对传感器影响,表明传感器具有良好的选择性。(本文来源于《重庆大学》期刊2016-04-01）
金永君[2]（2016）在《基于分布反馈式半导体激光器的光纤甲烷传感器》一文中研究指出简介了一种基于分布反馈式半导体激光器(DFBLD)的光纤甲烷气体传感器,在甲烷气体光谱吸收的基础上,利用差分吸收技术,实现瓦斯浓度在线检测。还介绍了DFBLD工作原理,给出了初步的实验性设想。对此光纤甲烷气体传感器只要稍加改进或换上其它附件,即可测量其它多种气体的浓度,在气体浓度测量领域,具有很好的应用前景。(本文来源于《传感器世界》期刊2016年01期）
李蓉蓉,余震虹[3]（2015）在《基于梳状滤波器的光纤甲烷传感器的研究》一文中研究指出采用基于Sagnac的保偏光子晶体光纤(polarization-maintaining photonic crystal fiber,PM-PCF)滤波器,将宽带光源精确匹配甲烷气体在近红外波段的几个吸收线谱。设计出一个简单合理的多反射气室,使得光源和甲烷气体之间能够充分相互作用,提高了系统的灵敏度。同时,在测量甲烷气体浓度时,加入乙炔气体作为干扰,通过实验验证了该方案能够有效减缓交叉气体的灵敏度。(本文来源于《光通信技术》期刊2015年03期）
李姗雅,黎学明,杨建春[4]（2014）在《一种反射式多模干涉型光纤甲烷传感器》一文中研究指出光纤气体传感器是一类结构简单、体积小、抗强电磁干扰强、适宜易燃易爆环境的传感器。论文提出一种基于反射式无芯光纤多模干涉型光纤甲烷传感器,该传感器含单模光纤熔接一段端面镀镍(Ni)反射膜的无芯光纤[1],并在无芯光纤表面涂覆敏感甲烷的笼形分子A、聚乙烯丙烯腈(SAN)树脂等纳米双层薄膜。利用Optiwave Software软件数值模拟反射式无芯光纤多模干涉型光纤甲烷传感过程,研究无芯光纤长度2、3、4cm时传感器反射光谱信号变化,表明长度为3cm时干涉谱波谷的波长值随敏感膜折射率变化灵敏度最高;无芯光纤长度增加,传感器灵敏度降低;敏感膜折射率减小(甲烷气体浓度增加)时,干涉峰的波长红移。实验研究光纤长度为3cm时传感器在甲烷浓度0.3~3.5%(v/v)范围内干涉谱波长移动特征,发现干涉谱波长红移量与甲烷气体浓度成正比,斜率(灵敏度)为0.4624,相关系数R2为0.958,灵敏度较高。(本文来源于《中国化学会第29届学术年会摘要集——第17分会：光电功能器件》期刊2014-08-04）
孙守靖,李增华,张超[5]（2012）在《基于SLED的光纤甲烷传感器光源驱动控制技术研究》一文中研究指出光纤气体传感技术是一种近年来备受国内外广泛关注的新型高新技术。通过研究,提出了一种基于SLED的光纤甲烷传感器光源驱动控制系统,并同步设计了具有短路、开路、过流、过压等多重保护功能的电路基本结构。研究结果表明:该光纤甲烷传感器光源驱动控制系统的性能稳定、灵敏度较高,通过有效解决光功率输出的不稳定来提高光纤传感器的工作性能和测量精度,对提高煤矿瓦斯安全检测系统和保护装置的性能和可靠性意义重大。(本文来源于《现代矿业》期刊2012年03期）
韦云波[6]（2011）在《光纤甲烷传感器技术研究》一文中研究指出近年来，瓦斯事故频频发生。因瓦斯引起的火灾、爆炸等严重威胁到人们的人身财产安全。瓦斯的主要成分是甲烷气体，研制出一种高精度、响应速度快的甲烷传感器已经成为一种迫切需要。从传统电气体传感器开始进行分析比较，阐述了光纤气体传感器的优势，最后指出红外光谱吸收型气体传感器是最具有前途的一种气体传感方案。它以Lambert-Beer定律为理论依据，具有结构简单、实用性强等优势，逐渐占据主流。早期对吸收型光纤气体传感器的研究是主要采用强度直接解调方法，该技术易受环境、光源及检测电路自身功率波动的影响，实用意义不大；而谐波检测技术的引入则完全解决了这类问题，该技术常用于核磁共振、塞曼和斯塔克谱分析等需要从强背景中提取弱信号的领域。本文针对甲烷气体的测量，介绍一种将分布式反馈半导体激光器（DistributedFeedback，DFB）波长调谐技术与谐波检测原理结合的可调谐半导体激光吸收光谱技术（Tunable Diode LaserAbsorption Spectrum，TDLAS）。通过实验分析了DFB半导体激光器的波长调谐特性及“功率—电流”特性对实际应用的影响。利用甲烷气体的红外吸收谱线，结合谐波检测技术，设计出了一种甲烷吸收光谱型光纤气体传感器系统。实验数据表明它是一种能够实现高精度、高灵敏度测量的甲烷气体传感方案。它具有结构简单、成本低、抗干扰能力强、便于携带、对气体分子高选择性等特点。它采用分布式反馈可调谐半导体激光器（Distributed Feedback，DFB）作为光源，以锁相放大电路进行谐波分析，并利用调制信号基频采用自补偿的方法对接收信号进行气体浓度解调，系统信噪比大大优于传统光纤气体传感器。(本文来源于《武汉邮电科学研究院》期刊2011-11-01）
曹家年,张可可,王琢,杨蕊[7]（2011）在《可调谐激光吸收光谱光纤甲烷传感器研究》一文中研究指出甲烷光谱吸收与气室温度有关,结合甲烷波长1 653.72 nm附近2v3带R(3)支的3条吸收线,分析温度波动对甲烷吸收线的谱线特性及气体浓度反演产生的影响.基于可调谐二极管激光吸收光谱设计了一套带温度信号采集装置的甲烷浓度检测系统,利用校准系数将不同温度下检测得到的二次谐波信号转化为参考温度下的标准信号,反演待测气体浓度.研究表明,气室温度在-20～60℃范围内波动时,系统的测量误差可控制在1%以内,提高了系统的检测精度.(本文来源于《哈尔滨工程大学学报》期刊2011年03期）
杨建春,徐龙君,陈伟民[8]（2010）在《基于敏感膜折射率变化的光纤甲烷传感器》一文中研究指出根据光波导理论,分析基于敏感膜折射率变化的光纤甲烷传感原理,设计并制作含笼形分子A的聚合物敏感膜的光纤甲烷传感器,通过甲烷传感实验评价传感性能,以现场瓦斯气体样品验证其有效性。数值计算表明,当敏感膜折射率n2介于1.441～1.447时,传感器归一化光功率随n2增加呈线性快速下降,适宜制作高灵敏度折射率型光纤甲烷传感器。实验结果表明,当甲烷浓度在0～27.0%范围内,传感器信号随甲烷浓度增加呈线性增大,其斜率为0.007,该结果与数值计算结果相符;甲烷最低检出限2.80%,响应时间约180 s,且传感器对CO、CO2、H2S、O2、N2等非甲烷类气体不产生响应,选择性良好;用于现场瓦斯气体样品中的甲烷检测时,其测量结果与气相色谱法一致,相对误差1.47%。(本文来源于《煤炭学报》期刊2010年03期）
王俏[9]（2009）在《光纤甲烷传感器的信号处理方法》一文中研究指出目前我国矿井瓦斯是煤矿自然灾害的重要根源之一,利用光纤传感器对矿井中的甲烷气体浓度进行实时监测,对减少矿难发生有重要意义。而光信号的接收和信号处理技术是光纤传感技术中的重要一环。本文在介绍了光谱吸收型光纤气体传感器的原理、特性及工作特点的基础上,对基于锁相放大的信号处理技术进行了深入研究,该系统可以实现接收和处理调制频率为2.5MHz的信号。本文中提出的信号处理系统测量范围宽、稳定性好、响应速度快、寿命长。此系统可以用于多种结构的气体传感器的信号处理。实验测得,由该系统组成的光纤甲烷传感器系统5小时的稳定度为0.96%,能探测到的最低甲烷气体浓度为8.9%。一般的光纤甲烷传感器的信号调制频率为1MHz以内,因此本信号处理电路处于国内先进水平。(本文来源于《北京交通大学》期刊2009-06-30）
郭伟青[10]（2007）在《双环多点光纤甲烷传感器信号源的研究》一文中研究指出光纤传感器具有灵敏度高、频带宽、抗干扰和恶劣环境能力强、易小型化等其它气体传感器无可比拟的优越性,倍受国内外学者关注。本文设计了一个光纤传感器系统,该系统的检测原理是基于甲烷气体传感器的光谱吸收特性,将采样气室(测量点)置于双环全光缓存器中,利用双波长单光路法组建系统,检测多个测量点的甲烷气体浓度。以两个测量点为例,根据工作时序,理论推导了系统中光纤长度与信号源发送数据长度的关系,控制光脉冲宽度与信号光脉冲宽度的关系。以此设计思想为指导,调整光纤长度,组建光纤甲烷传感器系统。本文还根据系统的结构要求,设计了半导体激光器的驱动电路,实现了激光器的直流驱动、温度控制保护,并按照信号源数据包的帧格式,在CPLD中编写程序,调制信号输出。(本文来源于《北京交通大学》期刊2007-12-27）
光纤甲烷传感器论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
简介了一种基于分布反馈式半导体激光器(DFBLD)的光纤甲烷气体传感器,在甲烷气体光谱吸收的基础上,利用差分吸收技术,实现瓦斯浓度在线检测。还介绍了DFBLD工作原理,给出了初步的实验性设想。对此光纤甲烷气体传感器只要稍加改进或换上其它附件,即可测量其它多种气体的浓度,在气体浓度测量领域,具有很好的应用前景。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
光纤甲烷传感器论文参考文献
[1].周浪.基于纳米薄膜的模间干涉型光子晶体光纤甲烷传感器研究[D].重庆大学.2016
[2].金永君.基于分布反馈式半导体激光器的光纤甲烷传感器[J].传感器世界.2016
[3].李蓉蓉,余震虹.基于梳状滤波器的光纤甲烷传感器的研究[J].光通信技术.2015
[4].李姗雅,黎学明,杨建春.一种反射式多模干涉型光纤甲烷传感器[C].中国化学会第29届学术年会摘要集——第17分会：光电功能器件.2014
[5].孙守靖,李增华,张超.基于SLED的光纤甲烷传感器光源驱动控制技术研究[J].现代矿业.2012
[6].韦云波.光纤甲烷传感器技术研究[D].武汉邮电科学研究院.2011
[7].曹家年,张可可,王琢,杨蕊.可调谐激光吸收光谱光纤甲烷传感器研究[J].哈尔滨工程大学学报.2011
[8].杨建春,徐龙君,陈伟民.基于敏感膜折射率变化的光纤甲烷传感器[J].煤炭学报.2010
[9].王俏.光纤甲烷传感器的信号处理方法[D].北京交通大学.2009
[10].郭伟青.双环多点光纤甲烷传感器信号源的研究[D].北京交通大学.2007