一種光纖甲烷傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光纖甲烷傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]甲烷在自然界的分布很廣，是天然氣、沼氣等的主要成分，俗稱瓦斯。但是甲烷達(dá)到一定濃度可以使人窒息，且屬于易燃易爆氣體，甲烷爆炸還極易引起煤塵爆炸。因此，為了預(yù)防事故的發(fā)生，最大限度地減少人員傷亡事故，必須在相關(guān)場(chǎng)所安置可以實(shí)時(shí)、快速檢測(cè)甲烷氣體濃度的設(shè)備。
[0003]在現(xiàn)有檢測(cè)甲烷氣體濃度的設(shè)備中，光纖甲烷傳感器因?yàn)楣饫w本身的一些性質(zhì)被廣泛使用。例如，光纖傳輸信息時(shí)能量損耗很小，便于遠(yuǎn)距離遙測(cè)氣體的濃度;而且光纖材料性能穩(wěn)定，信號(hào)不受電磁場(chǎng)干擾，因此在高溫、高壓、低溫、強(qiáng)腐蝕等惡劣環(huán)境下性能改變很小。
[0004]上述光纖甲烷傳感器的測(cè)試原理是:待測(cè)甲烷氣體與在光纖中傳輸?shù)墓鈺?huì)發(fā)生相互作用，隨著待測(cè)甲烷氣體的濃度或性質(zhì)發(fā)生變化，甲烷氣體與在光纖中傳輸?shù)墓庵g的相互作用也會(huì)發(fā)生改變，光纖甲烷傳感器通過測(cè)試這種變化，從而來獲得當(dāng)前時(shí)刻甲烷氣體的濃度或性質(zhì)的具體變化。
[0005]在光纖甲烷傳感器中，基于模式干涉反射結(jié)構(gòu)的光纖傳感器被廣泛關(guān)注，該傳感器主要利用光的干涉和反射原理測(cè)試甲烷氣體濃度和性質(zhì)的變化。雖然對(duì)基于模式干涉反射結(jié)構(gòu)的光纖甲烷傳感器的理論研究有很多，但在實(shí)際應(yīng)用中，這種基于模式干涉反射結(jié)構(gòu)的光纖甲烷傳感器的產(chǎn)品的種類卻很少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于上述問題，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種光纖甲烷傳感器，該光纖甲烷傳感器主要基于模式干涉反射結(jié)構(gòu)制備的傳感器，用于檢測(cè)甲烷氣體濃度的變化。
[0007]本申請(qǐng)采用以下技術(shù)方案:一種光纖甲烷傳感器，所述光纖甲烷傳感器具體包括:
[0008]接口和傳感元件;其中，
[0009]所述傳感元件由單模光纖、多模光纖、傳感光纖、甲烷敏感光纖和金屬反射膜組成，所述單模光纖、多模光纖和傳感光纖依次連接，所述甲烷敏感膜覆在傳感光纖的包層上，所述金屬反射膜位于傳感光纖的一端，所述接口位于單模光纖的一端。
[0010]優(yōu)選地，所述單模光纖的纖芯的直徑為8?ΙΟμπι,包層直徑為125μηι。
[00111 優(yōu)選地，所述多模光纖的纖芯的直徑為50?ΙΟΟμπι，包層直徑為125μηι。
[0012]優(yōu)選地，所述傳感光纖的纖芯直徑為8?I Ομπι，包層直徑為125μπι。
[0013]優(yōu)選地，所述甲烷敏感膜為含籠形超分子的甲烷敏感膜，厚度為0.5?0.6μπι。
[0014]優(yōu)選地，所述接口是指接收光源發(fā)射的光的接口，所述光源為L(zhǎng)ED、LD或ASE寬帶光源。
[0015]優(yōu)選地，所述光源為L(zhǎng)ED光源時(shí)，所述光纖甲烷傳感器中的單模光纖的纖芯直徑為8μ??，對(duì)應(yīng)的包層直徑為125μ?? ；多模光纖的纖芯的直徑為50μ??，對(duì)應(yīng)的包層直徑為125μ??，長(zhǎng)度為0.3μπι;傳感光纖的纖芯的直徑為8μπι，對(duì)應(yīng)的包層直徑為125μπι，長(zhǎng)度為5cm;甲烷敏感膜為含籠形超分子的甲燒敏感膜，對(duì)應(yīng)的厚度為0.5μηι ；金屬反射膜為金膜。
[0016]優(yōu)選地，所述光源為L(zhǎng)D光源時(shí)，所述光纖甲烷傳感器中的單模光纖的纖芯直徑為8μπι，對(duì)應(yīng)的包層直徑為125μπι;多模光纖的纖芯的直徑為70μπι，對(duì)應(yīng)的包層直徑為125μπι，長(zhǎng)度為Imm;傳感光纖的纖芯的直徑為8μπι，對(duì)應(yīng)的包層直徑為125μπι，長(zhǎng)度為6cm;甲烷敏感膜為含籠形超分子的甲烷敏感膜，對(duì)應(yīng)的厚度為0.5μπι;金屬反射膜為銀膜。
[0017]優(yōu)選地，所述光源為ASE寬帶光源時(shí)，所述光纖甲烷傳感器中的單模光纖的纖芯直徑為8μ??，對(duì)應(yīng)的包層直徑為125μ??;多模光纖的纖芯的直徑為ΙΟΟμ??，對(duì)應(yīng)的包層直徑為125μπι，長(zhǎng)度為2mm;傳感光纖的纖芯的直徑為8μπι，對(duì)應(yīng)的包層直徑為125μπι，長(zhǎng)度為7cm;甲烷敏感膜為含籠形超分子的甲烷敏感膜，對(duì)應(yīng)的厚度為0.6μπι;金屬反射膜為銀膜。
[0018]優(yōu)選地，所述光纖甲烷傳感器選用光源的波段包括以下至少一種:
[0019 ]常規(guī)波段;長(zhǎng)波段;初始波段;擴(kuò)展波段。
[0020]應(yīng)用本申請(qǐng)實(shí)施例提供的光纖甲烷傳感器，當(dāng)甲烷氣體的濃度發(fā)生變化時(shí)，傳感器中的光的干涉波的波谷或波峰發(fā)生移動(dòng)，從而確定甲烷氣體的濃度，根據(jù)甲烷濃度的變化，及時(shí)采取相應(yīng)的安全措施。
【附圖說明】
[0021]此處所說明的附圖用來提供對(duì)本申請(qǐng)的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本申請(qǐng)的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本申請(qǐng)，并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0022]圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例1提供的一種光纖甲烷傳感器的具體結(jié)構(gòu)示意圖:
[0023 ] 11:接口； 102:單模光纖；103:多模光纖；104:傳感光纖；105:甲烷敏感膜；106:金屬反射膜。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為使本申請(qǐng)的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本申請(qǐng)具體實(shí)施例及相應(yīng)的附圖對(duì)本申請(qǐng)技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本申請(qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。
[0025]以下結(jié)合附圖，詳細(xì)說明本申請(qǐng)各實(shí)施例提供的技術(shù)方案。
[0026]本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種光纖甲烷傳感器，用于監(jiān)測(cè)甲烷氣體濃度的變化。該傳感器的具體結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，包括下述元件:
[0027]接口和傳感元件;其中，
[0028]所述傳感元件由單模光纖102、多模光纖103、傳感光纖104、甲烷敏感光纖105和金屬反射膜106組成，所述單模光纖102、多模光纖103和傳感光纖104依次連接，所述甲烷敏感膜105覆在傳感光纖104的包層上，所述金屬反射膜106位于傳感光纖104的一端，所述接口101位于單模光纖102的一端。
[0029]上述光纖甲烷傳感器具體的工作流程為:光源發(fā)射的光通過接口101進(jìn)入單模光纖1 2，單模光纖102只可以傳輸同種模式的光，即同種波長(zhǎng)的光;通過單模光纖102的同波長(zhǎng)的光在多模光纖103中發(fā)生干涉，形成干涉波；甲烷敏感膜105的作用是探測(cè)甲烷氣體的濃度，然后根據(jù)甲烷濃度的變化改變傳感光纖104的折射率，從而改變光纖中光的干涉波，傳感器根據(jù)干涉波的變化推測(cè)出甲烷氣體濃度的變化，具體是指:當(dāng)該