研究目的
开发一种基于2微米区域吸收的实用化全光纤二氧化碳传感器，用于工业应用，覆盖宽浓度范围并具有高灵敏度。
研究成果
全光纤二氧化碳传感器机械稳定性强，无需重新校准，适用于长期工业应用。其工作范围为2%至100%的二氧化碳浓度，平均误差为0.4%，响应时间为10分钟。未来改进方向可采用低模间干扰的光纤，将检测范围扩展至更低浓度。
研究不足
高阶模态的存在将最低可检测CO2浓度限制在2%，并引入测量不确定性和精度影响。响应时间为10分钟，对某些应用可能较慢。延长HC-PCF长度虽可降低检测限，但会进一步增加响应时间。
1：实验设计与方法选择：
该传感器采用基于二氧化碳吸收光谱学的双光路相关方案，通过可调谐激光器和HC-PCF腔实现光/气相互作用。
2：样本选择与数据来源：
使用不同浓度（0%至100%）的二氧化碳气体样本，并结合Hitran数据库的模拟数据。
3：实验设备与材料清单：
HC-PCF（NKT HC 2000）、可调谐Cr2+:ZnS/Se激光器（IPG Photonics）、单模光纤（SMF 28）、多模光纤、光纤耦合器、美国国家仪器NI 6009数模转换板、配备Labview软件的计算机，以及气体流动的泵送系统。
4：0）、可调谐Cr2+:
4. 实验步骤与操作流程：激光被分束为参考光路和传感光路；传感光路穿过HC-PCF腔发生气体吸收；检测并归一化透射光；系统扫描波长并处理数据以确定二氧化碳浓度。
5：8）、多模光纤、光纤耦合器、美国国家仪器NI 6009数模转换板、配备Labview软件的计算机，以及气体流动的泵送系统。 实验步骤与操作流程：
5. 数据分析方法：通过Labview处理数据，计算归一化传输谷值并应用比尔-朗伯定律方程测定浓度。
独家科研数据包，助您复现前沿成果，加速创新突破
获取完整内容-
Tunable Laser
Cr2+:ZnS/Se
IPG Photonics Corporation
Provides high-power light source tunable across wavelengths for absorbance measurements.
-
Hollow Core Photonic Crystal Fiber
HC 2000
NKT
Serves as the optical cavity for light/gas interaction in the CO2 sensor.
-
Single Mode Fiber
SMF 28
Used to launch light into the HC-PCF.
-
Multi-mode Fiber
Used to collect light from the HC-PCF.
-
Fiber Coupler
Splits laser light into reference and sensing arms, operating as 50/50 at 2 μm.
-
DAC Board
NI 6009
National Instruments
Used for data acquisition in the processing unit.
-
Labview Software
National Instruments
Used for digital control, data processing, and user interface in the sensor system.
-
登录查看剩余5件设备及参数对照表
查看全部
