空芯光子晶体带隙光纤用于甲烷检测的研究

来源：计量学报杂志2019年第6期北京时间：

作者：王志芳,王书涛,王贵川,车先阁

单位：燕山大学 电气工程学院,河北省 秦皇岛市 066004

摘要：基于甲烷的光谱吸收理论,设计了一套利用空芯光子晶体带隙光纤(HC-PBGF)做传感气室的全光纤甲烷检测系统。根据HITRAN2012数据库和HAWKS软件确定甲烷的检测波长;利用气泵在HC-PBGF两端形成压力差来加快甲烷气体的扩散,利用反射镜延长光程至2倍;通过实验得到190s后气体扩散完成,0.5h内系统示值波动为0.012%,平均重复率为99.63%。最后配制0~2.5%浓度的甲烷气体进行浓度检测,得出甲烷浓度与相对吸收强度呈线性关系,线性度为99.92%。该系统成功实现了将HC-PBGF的空芯结构用于甲烷的吸收检测,加快了系统的响应速度,实现了仪器的小型化,使在线检测更加方便。

关键词：计量学;甲烷检测;气体传感;空芯光子晶体带隙光纤;气体填充;HITRAN数据库

基金资助：国家自然科学基金(61771419);河北省自然科学基金(F2017203220)