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遥感与传感器
基于双窄带LED光源的红外甲烷传感器的研制
下载:507次
赵庆川
1,2
作者单位
摘要
1
中煤科工集团重庆研究院有限公司, 重庆 400039
2
瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室, 重庆 400039
利用甲烷气体分子在3.3 μm处的主吸收峰,研制了一种基于非色散红外光谱技术的红外甲烷传感器.传感器的光学部分由峰值波长为3.4 μm的测量发光二极管、峰值波长为2.7 μm的参考发光二极管、截止波长为3.6 μm的光电二极管及球面反射面组成;电路部分包括发光二极管驱动电路、光敏信号处理电路、温度测量电路、微处理器.采用短脉冲供电控制逻辑的工作模式,降低红外光源的上电时间,将光学测量器件的功耗降至16 mW.实验研究了温度变化对传感器甲烷浓度测量结果的影响,通过数据分析及线性拟合,得出了温度补偿算法公式.补偿后的传感器及检测系统平台实验结果表明:传感器平均功耗为23.56 mW,在-20~50℃的温度范围内温度变化对测量值的影响不超过真值的3%,湿度影响不超过真值的4%,响应时间小于25 s,工作稳定性时间大于60天,性能指标均满足或优于AQ6211-2008煤矿用非色散红外甲烷传感器行业标准相关要求.与热辐射红外光源或激光检测原理的甲烷传感器相比,基于双窄带发光二极管的红外甲烷传感器功耗降低70%以上,能够满足便携式、无线化应用场合低功耗的技术要求.
气体传感器
红外吸收
窄带光谱
LED光源
短脉冲供电
温度补偿
甲烷检测
Gas sensor
Infrared absorption
Narrowband spectrum
LED light source
Short pulse power supply
Temperature compensation
Methane measurement
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光子学报
2020, 49(6): 0628002
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