机械振动对光学火灾预警系统的影响与改进措施

作     者：王俊博 马卓 李亚飞 郑传涛 王一丁 Wang Junbo;Ma Zhuo;Li Yafei;Zheng Chuantao;Wang Yiding

作者机构：吉林大学集成光电子学国家重点联合实验室电子科学与工程学院吉林长春130012 吉林省红外气体传感技术工程研究中心吉林长春130012 

基　　金：国家重点研发计划(2016YFD0700101) 国家自然科学基金(61775079,61627823,61960206004) 吉林省科技发展计划(20180201046GX,20190101016JH,20200401059GX) 

出 版 物：《激光与光电子学进展》 (Laser & Optoelectronics Progress)

年 卷 期：2021年第58卷第23期

页      码：371-378页

摘      要：由于火灾阴燃过程会产生二氧化碳(CO_(2))气体,故采用基于非色散红外(non-dispersion infrared,NDIR)原理的火灾预警系统来监测CO_(2)浓度来预防火灾事故。该预警系统基于中红外吸收光谱技术,利用CO_(2)气体分子在4.26μm处的基频吸收带,结合红外宽带热光源和双通道热释电探测器,实现了中红外CO_(2)的高灵敏检测。利用配备的CO_(2)气体样品,研究了该系统对CO_(2)气体的传感特性。由于需要将火灾预警系统放在农业机械上工作,机械振动会影响系统光路结构,因此需要对装置进行减振处理。基于杜哈梅积分模型及其在求解振动系统响应问题上的应用,设计了一种减振装置,并对该装置进行了建模仿真,结果显示振动幅度减少了82%。将该减振装置进行室外振动测试,结果显示仪器振动幅度减小了86%~87%,采用减振装置时CO_(2)测量浓度的方差相较未采用减振装置时减小了50.01%,不确定度降低了29.52%。仿真分析及室外振动实验结果表明,该减振系统的减振效果良好,具有性价比高、减振结构简单等优势,具有工程应用价值。

主 题 词：光谱学 中红外吸收光谱 CO_(2)检测 减振设计 系统稳定性 

学科分类：0808[工学-自动化类] 080901[080901] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 080401[080401] 0804[工学-材料学] 0803[工学-仪器类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/LOP202158.2330002

馆 藏 号：203106894...