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基于LabVIEW的空芯光子晶体光纤CO2气体检测系统

吕淑媛,  杜绍勇

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吕淑媛, 杜绍勇. 基于LabVIEW的空芯光子晶体光纤CO2气体检测系统[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1117002-1117002(6). doi: 10.3788/IRLA201847.1117002
引用本文: 吕淑媛, 杜绍勇. 基于LabVIEW的空芯光子晶体光纤CO2气体检测系统[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1117002-1117002(6). doi: 10.3788/IRLA201847.1117002
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Lv Shuyuan, Du Shaoyong. Detection system of CO2 using hollow-core crystal fiber based on LabVIEW[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(11): 1117002-1117002(6). doi: 10.3788/IRLA201847.1117002
Citation: Lv Shuyuan, Du Shaoyong. Detection system of CO2 using hollow-core crystal fiber based on LabVIEW[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(11): 1117002-1117002(6). doi: 10.3788/IRLA201847.1117002
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基于LabVIEW的空芯光子晶体光纤CO2气体检测系统

doi: 10.3788/IRLA201847.1117002
  • 1.

    西安邮电大学 电子工程学院,陕西 西安 710061

基金项目: 

陕西省教育厅专项科研计划（15JK1681）

详细信息
    作者简介:

    吕淑媛(1976-),女,副教授,博士,主要从事微光学陀螺和光子晶体波导方面的研究。Email:1159955131@qq.com

    通讯作者: 杜绍勇(1983-),男,硕士,主要从事光电传感、测量与检测方面的研究。Email:36425420@qq.com

  • 中图分类号: TP212

Detection system of CO2 using hollow-core crystal fiber based on LabVIEW

  • 1.

    School of Electronic Engineering,Xi'an University of Posts and Telecommunications,Xi'an 710061,China

  • 摘要: 为了实现全光纤型高灵敏度气体在线检测系统，以空芯光子晶体光纤为传感气室，利用CO2气体分子在1 572.48 nm附近吸收谱以及虚拟仪器LabVIEW平台搭建了双光路差分CO2气体近红外检测实验系统。实验中所用空芯光子晶体光纤长度为1.8 m，通过对其两端同时充气，提高了系统响应速度，0.1 MPa下充气过程仅需100 s左右。以标准浓度CO2气体对该系统进行了标定，并对浓度2%、5%、10%和100%的CO2气体进行了测量，结果表明100 min内浓度检测相对误差不超过2%，标准差最大3.32%。气体吸收光程为1.8 m，系统检测灵敏度达到5.981 810-5 W/ppm。
    Abstract: For the purpose of realizing the all-fiber gas detection system with high sensor sensitivity, using the Hollow Core-Photonic Crystal Fiber (HC-PCF) as gas cell, a dual-optical path differential near-infrared carbon dioxide detection experimental system based on virtual instruments LabVIEW and the absorption spectroscopy around wavelength 1 572.48 nm of carbon dioxide molecule was developed. The system response time was about 100 s by inflating the HC-PCF of 1.8 m long from two ends under the pressure of 0.1 MPa. The detection system was calibrated with carbon dioxide of standard concentration. Carbon dioxide with known concentration of 2%, 5%, 10% and 100% were tested respectively and the experimental results showed that the detection errors relative to standard concentration were no more than 2% and the maximum standard deviation of measured concentration were 3.32% in 100 minutes. In addition, the optical path of gas absorption reaches 1.8 m and the system detection sensitivity of 5.981 810-5 W/ppm was achieved.
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-06-05
  • 修回日期:  2018-07-03
  • 刊出日期:  2018-11-25

基于LabVIEW的空芯光子晶体光纤CO2气体检测系统

doi: 10.3788/IRLA201847.1117002
  • 1. 西安邮电大学 电子工程学院,陕西 西安 710061
    • 作者简介:

    吕淑媛(1976-),女,副教授,博士,主要从事微光学陀螺和光子晶体波导方面的研究。Email:1159955131@qq.com

    通讯作者: 杜绍勇(1983-),男,硕士,主要从事光电传感、测量与检测方面的研究。Email:36425420@qq.com
  • 收稿日期: 2018-06-05
  • 修回日期: 2018-07-03
  • 刊出日期: 2018-11-25
基金项目:

陕西省教育厅专项科研计划（15JK1681）

  • 中图分类号: TP212

摘要: 为了实现全光纤型高灵敏度气体在线检测系统，以空芯光子晶体光纤为传感气室，利用CO2气体分子在1 572.48 nm附近吸收谱以及虚拟仪器LabVIEW平台搭建了双光路差分CO2气体近红外检测实验系统。实验中所用空芯光子晶体光纤长度为1.8 m，通过对其两端同时充气，提高了系统响应速度，0.1 MPa下充气过程仅需100 s左右。以标准浓度CO2气体对该系统进行了标定，并对浓度2%、5%、10%和100%的CO2气体进行了测量，结果表明100 min内浓度检测相对误差不超过2%，标准差最大3.32%。气体吸收光程为1.8 m，系统检测灵敏度达到5.981 810-5 W/ppm。

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