3.39微米He-Ne激光在瓦斯管路检测中的应用

在煤矿瓦斯抽放和输送过程中，为了确保安全，必须持续检测管路中的瓦斯浓度。传统的检测方法存在诸多不足，因此，3.39微米He-Ne激光在瓦斯管路检测中的应用成为了研究热点。3.39微米He-Ne激光器能够输出与甲烷吸收带相匹配的特定波长的激光，为检测甲烷气体提供了有效的手段。 激光检测的原理主要基于光吸收原理，即当特定波长的单色光通过瓦斯气体时，会因分子吸收特定波长的辐射而表现出强烈的吸收效应。在这个过程中，激光器作为辐射源，通过调制系统将连续光切换成断续光，通过被测气体后，由光接收系统将光信号转换为电信号，再通过放大器放大并整流，最后由微安表显示甲烷含量。这种方法的优点包括灵敏度高、响应快、调节容易、选择性好，而且对背景气体无严格要求，不受干扰气体的影响，同时被测气体不会与电气元件接触，安全性好，易于实现自动化检测和遥测、遥控相结合。 为了保证检测装置的性能，激光器需要具备三个主要特性：足够的输出功率、足够长的使用寿命和稳定的输出功率。石英玻璃材质和内镜式平凹型谐振腔的使用大幅提高了激光器的输出功率稳定性和寿命。调制系统将连续光切换成断续光，使接收系统能输出近似方波的电信号，便于放大处理。调制盘的旋转由晶体管开关电路驱动，能可靠、稳定地工作，且体积小、耗电量低，噪音小。在气室设计方面，选择石英玻璃窗口保证了足够的透射率和灵敏度，而气室长度的确定则是在保证线性显示的基础上获得最大的灵敏度。 在检测装置的实践中，从1976年开始研制，经过几个月的现场试验，证明了3.39微米He-Ne激光检测瓦斯管路中甲烷的方法是适用的。测量范围为0到100%的CH4，误差控制在±3%以内。尽管激光技术作为新技术被引进煤矿生产中尚处于初步阶段，但已有明显优势，未来有望进一步改进并实现自动化检测、遥测和集中监视的结合，达到自动记录、自动控制的目标。 通过以上研究和应用，可以得出结论，3.39微米He-Ne激光在煤矿瓦斯管路检测中展现了其独特的优势和良好的应用前景。不过，这一技术仍有许多细节和性能待进一步优化和研究，以期更加完善其在实际操作中的表现和可靠性。