一種光纖甲烷傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種傳感器，更具體地說涉及一種光纖甲烷傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]甲院是天然氣、沼氣和多種液化燃料的主要成份，屬于易燃易爆氣體。同時(shí)甲焼也是重要的工業(yè)原料和日常生活用的燃?xì)?，是礦井瓦斯的主要成份，約占瓦斯含量的83?89%。煤炭主導(dǎo)我國能源市場(chǎng)。我國煤礦安全生產(chǎn)狀況與世界主要產(chǎn)煤大國相比差距較大，中小型煤礦安全生產(chǎn)狀況尤為令人擔(dān)憂，發(fā)生的重大事故多，嚴(yán)重威脅煤礦工人生命安全，給國民經(jīng)濟(jì)造成巨大損失。進(jìn)行甲烷檢測(cè)對(duì)防止瓦斯爆炸具有重要的意義。檢測(cè)甲烷一般采用這幾種方法:(I)電學(xué)類氣體檢測(cè)儀。(2)電化學(xué)類氣體檢測(cè)儀。(3)光學(xué)類氣體檢測(cè)儀。(4)高分子材料類氣體檢測(cè)儀。而光學(xué)類氣體檢測(cè)儀，因其本質(zhì)特點(diǎn)安全、抗干擾能力強(qiáng)、靈敏度高、響應(yīng)速度快、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)而得到了廣泛的應(yīng)用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型主要解決的技術(shù)問題是:提供一種光纖甲烷傳感器，采用光譜技術(shù)進(jìn)行甲烷濃度檢測(cè)，且利用制冷芯片提高光源穩(wěn)定性，利用波長(zhǎng)調(diào)制技術(shù)和諧波檢測(cè)技術(shù)提高檢測(cè)靈敏度，由硬件獲得二次諧波信息，提高了信號(hào)處理的穩(wěn)定性。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型涉及一種傳感器，更具體地說涉及一種光纖甲烷傳感器，包括調(diào)制諧波電路、高頻調(diào)制電路、信號(hào)疊加電路、溫控芯片、制冷芯片、光源、光纖、光電轉(zhuǎn)換器、前置放大濾波器、倍頻器、移相電路、乘法器、濾波器1、濾波器Π、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器和處理器，采用光譜技術(shù)進(jìn)行甲烷濃度檢測(cè)，且利用制冷芯片提高光源穩(wěn)定性，利用波長(zhǎng)調(diào)制技術(shù)和諧波檢測(cè)技術(shù)提高檢測(cè)靈敏度，由硬件獲得二次諧波信息，提高了信號(hào)處理的穩(wěn)定性。
[0005]彳目號(hào)置加電路一端連接有尚頻調(diào)制電路和調(diào)制諧波電路，另一端上連接有光源，調(diào)制諧波電路的輸入端與數(shù)模轉(zhuǎn)換器相連，高頻調(diào)制電路的輸入端與數(shù)模轉(zhuǎn)換器相連，調(diào)制諧波電路用于產(chǎn)生低頻鋸齒波，高頻調(diào)制電路用于產(chǎn)生高頻正弦波，信號(hào)疊加電路將輸入信號(hào)進(jìn)行疊加放大后驅(qū)動(dòng)光源發(fā)光。制冷芯片一端與溫控芯片相連，另一端與光源相連，制冷芯片對(duì)光源進(jìn)行冷卻，溫控芯片用于控制制冷芯片的工作狀態(tài)。數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入端與處理器相連，輸出端與溫控芯片相連，數(shù)模轉(zhuǎn)換器將數(shù)字化溫度控制信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)輸出。模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入端與制冷芯片相連，輸出端與處理器相連，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬化電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)輸出。高頻調(diào)制電路輸出端與倍頻器相連，倍頻器的輸出端連接有移相電路和乘法器，移相電路的輸出端連接在乘法器上，倍頻器將輸入信號(hào)處理并輸出二倍頻信號(hào)至乘法器和移相電路，移相電路將二倍頻信號(hào)的相位平移90°輸出至乘法器。光纖一端與光源相連，另一端與光電轉(zhuǎn)換器相連，光纖將光信號(hào)輸出，光電轉(zhuǎn)換器將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。前置放大濾波器一端與光電轉(zhuǎn)換器相連，另一端與乘法器相連，前置放大濾波器將輸入信號(hào)進(jìn)行放大濾波后輸出，乘法器將輸入信號(hào)相乘并提取出前置放大濾波器輸出信號(hào)含有的二次諧波信號(hào)。濾波器I 一端與乘法器相連，另一端與處理器相連，濾波器I對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波處理，處理器對(duì)信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算得出甲烷濃度。濾波器Π—端與光電轉(zhuǎn)換器相連，另一端與處理器相連，濾波器Π濾去光電轉(zhuǎn)換器輸出信號(hào)的高頻部分并輸出光強(qiáng)直流分量信號(hào)至處理器。
[0006]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種光纖甲烷傳感器所述的光源為分布反饋激光二極管。
[0007]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種光纖甲烷傳感器所述的乘法器為模擬乘法器。
[0008]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種光纖甲烷傳感器所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換器選用德州儀器有限公司生產(chǎn)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，其型號(hào)為DAC7611。
[0009]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種光纖甲烷傳感器所述的處理器選用德州儀器有限公司生產(chǎn)的處理器，其型號(hào)為AM3871。
[0010]本實(shí)用新型一種光纖甲烷傳感器的有益效果為:
[0011]a.光源穩(wěn)定，輸出光波穩(wěn)定；
[0012]b.檢測(cè)精度高；
[0013]c.信號(hào)傳輸與處理穩(wěn)定性高。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型一種光纖甲烷傳感器的系統(tǒng)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]在圖1中，本實(shí)用新型涉及一種傳感器，更具體地說涉及一種光纖甲烷傳感器，包括調(diào)制諧波電路、高頻調(diào)制電路、信號(hào)疊加電路、溫控芯片、制冷芯片、光源、光纖、光電轉(zhuǎn)換器、前置放大濾波器、倍頻器、移相電路、乘法器、濾波器1、濾波器Π、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器和處理器，采用光譜技術(shù)進(jìn)行甲烷濃度檢測(cè)，且利用制冷芯片提高光源穩(wěn)定性，利用波長(zhǎng)調(diào)制技術(shù)和諧波檢測(cè)技術(shù)提高檢測(cè)靈敏度，由硬件獲得二次諧波信息，提高了信號(hào)處理的穩(wěn)定性。
[0016]彳目號(hào)置加電路一端連接有尚頻調(diào)制電路和調(diào)制諧波電路，另一端上連接有光源，調(diào)制諧波電路的輸入端與數(shù)模轉(zhuǎn)換器相連，高頻調(diào)制電路的輸入端與數(shù)模轉(zhuǎn)換器相連，調(diào)制諧波電路用于產(chǎn)生低頻鋸齒波，高頻調(diào)制電路用于產(chǎn)生高頻正弦波，信號(hào)疊加電路將輸入信號(hào)進(jìn)行疊加放大后驅(qū)動(dòng)光源發(fā)光。處理器發(fā)出低頻諧波信號(hào)至調(diào)制諧波電路，調(diào)制諧波電路接收信號(hào)并輸出相應(yīng)頻率的低頻鋸齒波。處理器發(fā)出高頻調(diào)制信號(hào)至高頻調(diào)制電路，高頻調(diào)制電路接收信號(hào)并輸出一定頻率的高頻正弦波。信號(hào)疊加電路對(duì)低頻鋸齒波和高頻正弦波進(jìn)行疊加后放大以驅(qū)動(dòng)光源發(fā)光。光源發(fā)光功率受到處理器控制，發(fā)光功率可調(diào)。光源為分布反饋激光二極管，該型光源輸出波長(zhǎng)連續(xù)可調(diào)且光波穩(wěn)定性好，滿足了信號(hào)源的穩(wěn)定性。
[0017]制冷芯片一端與溫控芯片相連，另一端與光源相連，制冷芯片對(duì)光源進(jìn)行冷卻，溫控芯片用于控制制冷芯片的工作狀態(tài)。數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入端與處理器相連，輸出端與溫控芯片相連，數(shù)模轉(zhuǎn)換器將數(shù)字化溫度控制信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)輸出。模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入端與制冷芯片相連，輸出端與處理器