[发明专利]一种测量甲醛和苯的双侧抛PCF-SPR气体传感器

说明书

本发明公开了一种测量甲醛和苯的双侧抛PCF‑SPR气体传感器，由宽带光源、光衰减器、双侧抛镀膜PCF、气室、进气口、出气口、光谱仪、第一单模光纤、第二单模光纤、第三单模光纤组成；其中双侧抛镀膜PCF的上侧抛区镀有Ag膜与In₂O₃/MoS₂复合膜，下侧抛区镀有Au膜与Pd‑TiO₂/MoS₂复合膜，通过SPR效应分别对HCHO和C₆H₆两种VOC气体进行浓度传感。该发明具有响应迅速，灵敏度高，易组装，气体选择性的优点，极具实用价值与市场价值。

技术领域

本发明属于测量浓度及气体高精度传感的技术领域，具体涉及一种测量甲醛和苯的双侧抛PCF-SPR气体传感器。

背景技术

随着工业现代化快速发展，室内挥发性有机化合物(Volatile OrganicCompounds,VOC)逐渐引起人们关注，VOC气体种类繁多，例如：氨气(NH₃)、苯(C₆H₆)、甲醛(HCHO)，对人体健康伤害大；对VOC气体的监测与治理意义重大。

光子晶体光纤(PCF)在传感检测领域有着得天独厚的优势，高灵敏度与高精确度以及抗电磁干扰使得PCF受到广泛关注与运用，对PCF进行侧抛处理，对侧抛区域进行修饰可进行不同的物理与化学传感，尤其是与表面等离子体共振(SPR)技术相结合运用更加广泛。

基于纳米修饰的二硫化钼(MoS₂)复合膜在气体传感领域具有广泛应用，制成传感器具有灵敏度高、检出限低、高选择性等优点，以In₂O₃/MoS₂复合膜与Pd-TiO₂/MoS₂为例，其分别对HCHO和C₆H₆具有高选择性和高传感灵敏度。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于以双侧抛PCF镀膜传感器主要结构，以Ag膜与In₂O₃/MoS₂复合膜结合作为HCHO敏感层；同时以Au膜与Pd-TiO₂/MoS₂复合膜作为C₆H₆敏感层，利用SPR传感高精度的同时测量HCHO和C₆H₆的气体浓度，解决了普通光子晶体气体传感器与气体接触面积小，反应时间短的问题。