基于光纤供能的气体传感系统设计

作者：汪添; 陈辉; 谢鸣; 陆云清; 王瑾

来源：传感技术学报, 2020, 33(10): 1516-1521.

• 光纤供能
• 气体传感系统
• 光伏电池
• 电源管理模块

设计并搭建了一套基于光纤供能技术的气体传感系统,可以实现300 m外的环境CO气体浓度的采集及显示。本系统采用808 nm激光器产生的激光通过105μm芯径的多模光纤传输到GaAs光伏电池。光伏电池将其转化为电能,并通过电源管理模块为气体传感器模块和光发送模块供电。气体传感器模块采用STM32芯片控制传感器ZE07-CO,以采集CO气体浓度数据,光发送模块将数据通过光纤传回基站。最后在基站完成数据的显示和分析。为确保系统正常工作,激光器输出的最低光功率为1 113.4 mW,而经过300 m光纤后到达光伏电池的光功率为758 mW,此时光伏电池输出的最大电功率约为235 mW,即光伏电池的最大光电转换效率为31%,经过电源管理模块后实际输出电功率为195 mW,即电源管理模块的效率为83%,系统总效率为25.7%,数据传输率为28.8 kbyte/s。

• 单位
  南京邮电大学; 通信与信息工程学院