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

来源：激光与光电子学进展, 2021, 58(23): 379-386.

• 光谱学
• 中红外吸收光谱
• CO_2检测
• 减振设计
• 系统稳定性

由于火灾阴燃过程会产生二氧化碳(CO2)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CO2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CO2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CO2的高灵敏检测。利用配备的CO2气体样品,研究了该系统对CO2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CO2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。

• 单位
  吉林大学