[实用新型]一种光纤甲烷传感器

摘要

本实用新型涉及一种传感器，更具体地说涉及一种光纤甲烷传感器，利用制冷芯片提高光源稳定性，利用波长调制技术和谐波检测技术提高检测灵敏度。调制谐波电路用于产生低频锯齿波，高频调制电路用于产生高频正弦波，信号叠加电路将输入信号进行叠加放大后驱动光源发光。倍频器将输入信号处理并输出二倍频信号至乘法器和移相电路，移相电路将二倍频信号的相位平移90°输出至乘法器。光纤将光信号输出，光电转换器将光信号转化为电信号。乘法器将输入信号相乘并提取出前置放大滤波器输出信号含有的二次谐波信号。处理器对信号进行运算得出甲烷浓度。滤波器Ⅱ滤去光电转换器输出信号的高频部分并输出光强直流分量信号至处理器。

主权项

一种光纤甲烷传感器，包括调制谐波电路、高频调制电路、信号叠加电路、温控芯片、制冷芯片、光源、光纤、光电转换器、前置放大滤波器、倍频器、移相电路、乘法器、滤波器Ⅰ、滤波器Ⅱ、模数转换器、数模转换器和处理器，其特征在于：信号叠加电路一端连接有高频调制电路和调制谐波电路，另一端上连接有光源，调制谐波电路的输入端与数模转换器相连，高频调制电路的输入端与数模转换器相连，调制谐波电路用于产生低频锯齿波，高频调制电路用于产生高频正弦波，信号叠加电路将输入信号进行叠加放大后驱动光源发光；制冷芯片一端与温控芯片相连，另一端与光源相连，制冷芯片对光源进行冷却，温控芯片用于控制制冷芯片的工作状态；数模转换器的输入端与处理器相连，输出端与温控芯片相连，数模转换器将数字化温度控制信号转化为模拟信号输出；模数转换器输入端与制冷芯片相连，输出端与处理器相连，模数转换器将模拟化电流信号转化为数字信号输出；高频调制电路输出端与倍频器相连，倍频器的输出端连接有移相电路和乘法器，移相电路的输出端连接在乘法器上，倍频器将输入信号处理并输出二倍频信号至乘法器和移相电路，移相电路将二倍频信号的相位平移90°输出至乘法器；光纤一端与光源相连，另一端与光电转换器相连，光纤将光信号输出，光电转换器将光信号转化为电信号；前置放大滤波器一端与光电转换器相连，另一端与乘法器相连，前置放大滤波器将输入信号进行放大滤波后输出，乘法器将输入信号相乘并提取出前置放大滤波器输出信号含有的二次谐波信号；滤波器Ⅰ一端与乘法器相连，另一端与处理器相连，滤波器Ⅰ对输入信号进行滤波处理，处理器对信号进行运算得出甲烷浓度；滤波器Ⅱ一端与光电转换器相连，另一端与处理器相连，滤波器Ⅱ滤去光电转换器输出信号的高频部分并输出光强直流分量信号至处理器。