基于FPGA的倏逝波型光纖氣體檢測研究
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2．2 遠(yuǎn)程傳感器
遠(yuǎn)程傳感系統(tǒng)主要設(shè)計結(jié)構(gòu)如圖3所示。同樣采用可調(diào)諧紅外光源，紅外激光經(jīng)過傳輸，通過特殊傳感光纖得到光強(qiáng)變化信息，由紅外探測器接收，經(jīng)信號處理得出待測氣體濃度。與內(nèi)腔傳感器所不同的是，遠(yuǎn)程傳感系統(tǒng)采用長距離傳輸光纖。這種設(shè)計可用于遠(yuǎn)距離及時監(jiān)控氣體濃度，具有成為分布式氣體探測系統(tǒng)的可能。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/191072.htm
2．3 探測頭優(yōu)化設(shè)計
傳感器的靈敏度、響應(yīng)時間與測量精度等受光纖敏感元的影響。因此探頭設(shè)計優(yōu)化尤為重要。在已有D形、錐形、光纖裸露形、失配形等探頭研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計新型結(jié)構(gòu)探頭，進(jìn)行仿真模擬分析，提高傳感檢測靈敏度與精度。探頭由于長期跟待測氣體接觸，受到污染，影響檢測精度，這也是探頭設(shè)計考慮之一。利用氣體選擇性膜涂于表面，以隔絕除待測氣體外的其它分子污染探頭。同時通過參考光路進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與誤差補(bǔ)償。
3 系統(tǒng)設(shè)計
檢測系統(tǒng)采用TDLAS檢測技術(shù)，測量基于朗伯-比爾定律。檢測系統(tǒng)設(shè)計框圖如圖4所示。由FPGA產(chǎn)生的鋸齒波和正弦波信號經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后疊加到激光驅(qū)動芯片的調(diào)制信號輸入端，激光驅(qū)動芯片和溫度控制模塊控制激光輸出，激光經(jīng)分束器分束，一路為參考光，一路作為氣體檢測光束。兩路光束分別經(jīng)過氣體傳感頭和參考?xì)馐业竭_(dá)PIN探測器，經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后得數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳入到數(shù)字鎖相放大器濾波鎖相，檢測出其二次諧波信號，由FPGA做相應(yīng)處理，得到檢測有害氣體濃度并進(jìn)行顯示、存儲和警示等。
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