随着煤炭工业的发展,瓦斯事故越来越来成为制约煤矿安全的重要因素,瓦斯传感器对监测监控起着决定作用,因此研制开放安全可靠、高灵敏度的瓦斯传感系统具有重大的社会和经济意义。对目前具有广泛应用前景的光纤瓦斯气体传感器进行了研究,光纤气体传感器比传统传感器有无可比拟的优点,本论文旨在设计光纤甲烷气体传感系统以实时、可靠的检测瓦斯气体的浓度。本论文进行瓦斯浓度测量是基于比尔-朗伯(Beer-Lambert)定律,但是直接运用此原理进行测量,由于气体比较微弱,气体吸收较小,加上光源不稳定、光源和探测器等与光纤耦合的损耗,系统固有噪声等对检测灵敏度有很大影响,致使检测效果非常的不理想。为此,我们寻找解决这些问题的方法,本文就这些问题进行分析和研究,并在现有实验条件的基础上设计处合理的使用的光纤瓦斯传感系统,并运用LabVIEW软件平台进行直观显示。利用分子光谱理论对气体近红外选择性吸收的理论分析,给出了气体吸收测量的理论依据。并确定了甲烷气体的吸收谱线,找出适合普通石英光纤进行较长距离低损耗传输的光谱特性。根据比尔-朗伯(Beer-Lambert)定律,直接检测气体时,信号中不仅有光路干扰,还有很大部分与浓度无关,信号难以放大,检测灵敏度受到限制,差分吸收检测和谐波检测是气体吸收检测的两种基本方法。根据光源不同,系统设计有较大不同,本文给出了几种设计方案。但由于实验条件限制,本实验采用SLD产生的宽带光源,通过光纤Bragg光栅和压电陶瓷对其进行波长调制,获得窄带出射光,从而实现瓦斯气体浓度的高灵敏度测量。系统软件采用LabVIEW软件,对数据进行采集和处理,用软件代替了复杂的硬件电路,简化了设计。得到的瓦斯浓度能够在图形界面上显示,并进行保存。图43表3参48