一种中红外差分甲烷检测仪的研制

【摘要】：根据甲烷(CH4)分子在中红外波段的吸收特性并利用宽光谱红外热辐射光源(IR55),研制了一种基于中红外吸收光谱技术的双通道差分CH4检测仪。通过对双通道探测器(3.31μm和3.90μm)输出的两路信号进行差分处理,有效抑制了系统噪声。给出了系统的检测原理和结构,表征了光源和探测器的光学特性。为了提高聚光效率并增大光程,设计制作了球面反射镜开放气室,其半径约20cm。配备了16种不同浓度的CH4气体样品,开展了气体标定实验,得到了气体浓度与双通道信号幅值电压的关系表达式。误差实验结果显示,对1 6种气体样品的检测误差小于12.4%。对体积分数为5×10-4的CH4气体样品开展的长达10h的浓度测量实验表明,检测结果的相对波动范围为±10%。对测得的实验结果进行数理统计,其标准差为2.06×10-5,进而得到该检测仪的检测下限约为6.18×10-5。 【作者单位】： 吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区;汕头大学工学院;
【关键词】： 光电检测 红外技术与应用 甲烷(CH)检测 气室优化
【基金】：国家自然科学基金(61307124) 吉林省科技发展计划(20140307014SF) 长春市科技发展计划(14KG022)资助项目
【分类号】：TH83;TN219
【正文快照】： 1引言甲烷(CH4)是引起瓦斯爆炸和造成温室效应的主要气体,研制一种灵敏、可靠的CH4检测仪,实时监测矿井、大气环境中的CH4浓度,成为近年的研究热点[1~6]。目前,用于CH4气体检测的方法有催化燃烧法、气敏半导体法、光干涉法和红外检测法等。红外检测法即红外光谱吸收法,具有灵

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