一种实用的光电检测电路设计与实现.pdf

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1、2010正仪表技术与传感器201O第11期InstrumentTechniqueandSensorNo．11一种实用的光电检测电路设计与实现胡丹，张冈，撒继铭(1．华中科技大学机械科学与工程学院，湖北武汉430074；2．武汉理工大学信息工程学院，湖北武汉430070)摘要：气体检测在人类的日常生活和生产过程中非常重要。光纤传感器采用光而不是电作为信息载体，因此不存在产生电火花的安全隐患问题。光纤气体传感器中，吸收型光纤气体传感器更具有灵敏度高，响应快，抗温等优点。然而，吸收型光纤气体传感器也存在信号微弱，抗干扰能力差等缺点。文中基于对光纤气体传感器系统的研究，提出了一套完整的光电检测电路的设

2、计与实现方法。该电路具有电路结构简单，实用性强，可移植性强等优点，广泛运用于光纤气体传感领域。实验验证了该设计的正确性、精确性、实用性和可靠性。关键词：气体检测；光纤传感器；吸收型光纤气体传感器；光电检测电路中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1002—1841(2010)11—0079—03DesignandRealizationofPracticalPhotoelectricDetectionCircuitHUDan，ZHANGGang，SAJi—ming(1．SchoolofMechanicalScienceandEngineering，HuazhongUniversityof

3、ScienceandTechnology，Wuhan430074，China；2．SchoolofInformationEngineering，WuhanUniversityofTechnology，Wuhan430070，China)Abstract：Gasdetectionisplayingaveryimportantroleondailylifeandproductionofhumankind．Opticalfibersensortrans—mltsinformationbylightinsteadofelectricity，SOitwillnotcausethesecurityrisk

4、ofEDM．Amongallspectrumsofopticalfibergassensor，absorptionspectrumhasmoreobviousadvantagessuchashighersensitivity，quickerresponse，anti—temperature．Howev—er，italsohassuchshortcomingsasweakersignal，andbadanti—disturbcapacity．Thispaperproposedacompletemethodonthedesigningandrealizingofphotoelectricdetec

5、tioncircuit，basedontheresearchontheopticalfibergassensorsystem．Havingsuchadvantagesassimplicityofcircuitstructure，strongpracticalityandstrongportability，thedesignisappliedwidelyinthefiledofop—ticalfibergassensor．Theexperimentverifiesthecorrectness，accuracy，practicalityandreliabilityofthedesign．Keywo

6、rds：gasdetection；opticalfibersensor；absorptionspectrumopticalfibergassensor；photoelectricdetectioncircuit0引言纤的特性变化、被测面的反射率变化等都会影响传感器的精度在工业生产过程中，有大量有毒有害、易燃易爆气体产生，和稳定性，从而限制了它的应用。特别是在矿井等通风不良或密闭的环境中，这些气体会在密闭考虑到光纤传感器在应用过程中存在的以上问题，提出了基的空间中积累。当积累到一定浓度时可能会对人的生命安全于双光路微弱信号检测的差分后谐波检测的光纤气体传感器。构成了极大的威胁，同时还有可能造成各

7、种安全事故。因此，1光纤气体传感器工作原理对气体成分进行实时监测显得非常迫切。常规的气体检测多由于气体分子吸收光谱的存在，当光经过气体时，如果光采用电式气体传感器，如氧化物半导体传感器、MOS场效应管源光谱与待测气体的吸收谱线有重合，部分光能量将被待测气传感器、热传导传感器、催化燃烧传感器等，其技术已经比较成体吸收，输出光强将减弱，当气体浓度较低时，这种气体对特定熟。但电式传感器是借助电特性来工作