[发明专利]一种用于易挥发碳氢化合物监测的传感器、系统及方法

权利要求书

1.一种用于易挥发碳氢化合物监测的传感器，包括光纤纤芯(1)和包覆层(3)，其特征在于：

所述光纤纤芯(1)与包覆层(3)之间沿轴向方向设置有若干传感单元(2)；

位于所述光纤纤芯(1)的所述传感单元(2)的所述包覆层(3)外表面复合有一层气体敏感膜(4)。

2.根据权利要求1所述的一种用于易挥发碳氢化合物监测的传感器，其特征在于，所述气体敏感膜(4)为高热传导率的金属材料，包括纳米氧化锌、铜和铂金。

3.根据权利要求1所述的一种用于易挥发碳氢化合物监测的传感器，其特征在于，所述传感单元(2)为FBG传感器；所述FBG传感器串联在光纤纤芯(1)上。

4.一种用于易挥发碳氢化合物的监测系统，其特征在于，包括：

用于检测易挥发碳氢化合物的一组或多组传感器；

其中，所述传感器包括传感单元和气体敏感膜单元；

用于承载传感单元的光纤；

用于提供传感器的激光光源；

用于激光光源经传感器光调制的光谱解调器；

用于光谱解调器将调节后光波长进行处理分析的信号处理器。

5.根据权利要求4所述的一种用于易挥发碳氢化合物监测的监测系统，其特征在于，所述激光光源采用宽带激光光源，所述宽带激光光源的带宽为80nm以上。

6.一种用于易挥发碳氢化合物的监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，将串联有FBG传感器的单模光纤周侧面涂敷一层气体敏感膜，采用磁控溅射或等离子体镀膜方式，将镀好膜的单模光纤进行封装；将封装好的镀膜单模光纤采用防尘透气冶金粉末过滤网保护，使气体敏感膜能够和挥发气体充分接触；

步骤二，当外界可挥发气体和单模光纤上的气体敏感膜相互作用时，气体敏感膜相当于一种提供热能的传递单元；和

步骤三，不同分子摩尔质量的挥发气体和气体敏感膜作用后产生热能的变化，FBG传感器对热能反应不同，因此导致FBG传感器受热膨胀的程度不同，该热能转化为FBG传感器应变机械能；和

步骤四，通过光谱解调器和信号处理器的计算和处理可以得到挥发气体的摩尔质量，当挥发气体成分发生变化时对应的FBG传感器的峰值波长也会产生相应的移动；

步骤五，通过光谱解调器和信号处理器监测峰值波长的移动量，即获得外界挥发气体分子摩尔质量的变化。