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专利号: 2007100145602
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2023-12-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.光纤光栅甲烷检测的方法,其特征在于包括以下步骤:

1)在一段光纤中间安装上一个光栅,该光栅的反射峰波长一定;

2)运用真空镀膜技术在光纤包层表面镀上一定长度的铂膜层作为催化剂,在催化剂的作用下,待测气体中的甲烷与空气中的氧气发生氧化反应放出热量,使铂膜附近温度升高,导致光纤形变和光栅反射峰位置漂移;

3)将一个上述包层上镀有铂膜的光纤光栅置于不同标准浓度的甲烷气体样本中,检测该光栅反射峰波长漂移量;

4)利用步骤3)测得的数据对该光栅反射峰位置漂移与甲烷浓度的关系进行定标,用线性拟合的方法获得光栅反射峰位置漂移与甲烷浓度之间的线性关系:Δλ=an                (1)

其中Δλ为光栅反射峰波长漂移量,单位皮米,n为甲烷气体百分比浓度,a为比例系数;

5)重复步骤3)和4),获得此包层镀铂膜的光纤光栅的反射峰位置漂移量与甲烷浓度之间的线性关系;

6)有多个不同反射峰波长的光纤光栅连接到一个光纤上,将覆盖这些传感器的光栅反射峰波长的宽带光源由第一端口(①)进入环型器,由第二端口(②)将光输入波分复用的一组串联的光纤光栅传感器;包含对应各个光栅位置甲烷浓度信息的反射光信号,经环型器第二端口(②)和第三端口(③)进入光纤光栅波分复用解调系统解调,获得各个光栅的反射峰波长漂移量,根据公式(1)获得对应检测点的甲烷气体浓度。

2.根据权利要求1所述的光纤光栅甲烷检测的方法,其特征在于:所述光栅反射峰波长间隔为3个纳米。

3.实现权利要求1所使用的设备,其特征在于:宽带光源与环型器第一端口(①)通过光纤连接,环型器第二端口(②)与多个串联的光纤光栅甲烷传感器通过光纤连接,所述的各个传感器光纤表面镀有铂膜,环型器第三端口(③)与光纤光栅波分复用解调系统通过光纤连接。

4.根据权利要求3所述的设备,其特征在于所述铂膜的宽度为3微米,铂膜层的厚度为1~5微米。