为了能够在复杂的环境下实现甲烷气体浓度的高精度和高稳定性检测, 在基于光谱吸收原理的光纤甲烷检测系统的基础上, 提出了利用锯齿波调制的半波扫描技术, 较大程度改进了系统的性能指标。采用锯齿波调制光源的方式, 同时对光信号进行波长调制和强度调制, 实现对甲烷气体的洛伦兹吸收线型扫描。锯齿波调制的方式能够解决信号链路噪声、环境噪声等随机信号对光强造成的干扰, 消除光源波长漂移对检测带来的影响, 且实现了积分处理, 进一步提高检测精度; 但由于甲烷吸收光谱的对称性, 采用通用的全波扫描方式, 气体吸收光强后进行微分处理会出现正弦型曲线, 无法准确确定吸收的光强所对应的数字量; 而采用半波扫描方式, 气体吸收光强后进行微分处理只出现凹型曲线, 可以准确确定吸收的光强所对应的数字量。实验结果表明: 采用锯齿波调制的半波扫描方式, 可以准确测得甲烷气体浓度; 测量范围为0%~10%, 精度由100 ppm提升到10 ppm(1 ppm=10-6), 稳定性由0.3%提升到0.01%。该系统经过改进后在复杂环境下受温度影响小, 精度高, 稳定性好, 抗干扰能力强。

为实现输电线路上的电流监测,基于Faraday效应和Sagnac效应设计了一种全光纤电流传 感器(FOCS)。利用Y波导,创新性地利用锯齿波形进行信号调制。通过调节锯齿波信号斜率, 使在Sagnac环中反向传输的两路光在Y波导中干涉消光,准确推算出电流大小。对40～140 A范围内的 电流进行测量,并对实验数据进行线性模拟,相关系数达到0.9996, 结果表明实验数 据与实际电流具有良好的一致性。