光谱吸收式瓦斯气体传感器及其信号处理方法

摘要

基于气体在其特征吸收波长下光的吸收随浓度变化的机理,通过对甲烷气体吸收光谱的分析,建立了谐波检测的数学模型,提出了一种光谱吸收式甲烷气体检测系统.该系统以1 654 nm为中心波长的半导体激光二极管(LD)作为光源,并采用波长响应范围为1.0～2.9 ìm的高灵敏度、低噪声的PbS前置放大光电探测器.通过光源调制实现气体浓度的谐波检测,利用选频放大器对传输信号进行二次谐波检测及噪声滤除,利用一次谐波与二次谐波的比值来消除由光源的不稳定等因素所引起的检测误差.研究表明,灵敏度、精确度和稳定性等性能指标均可满足甲烷气体检测的要求.