[发明专利]一种利用光热光纤进行甲烷浓度传感的装置和方法

摘要

本发明公开了一种利用光热光纤进行甲烷浓度传感的装置和方法，该装置包括加热光源、检测光源、光纤耦合器、光纤环形器、甲烷传感元件和波长检测仪，其中加热光源、检测光源、光纤环形器均分别与光纤耦合器连接，光纤环形器还分别与甲烷传感元件、波长检测仪连接。该方法是甲烷催化剂镀层镀在光热光纤包层表面；使用光热光纤作为光热转换元件使甲烷催化剂镀层温度达到活性温度以上；甲烷催化剂镀层催化甲烷进行缓慢氧化反应，缓慢氧化反应放热使光热光纤温度进一步升高；光热光纤内部刻写上光纤光栅；利用光纤光栅检测温度，通过数据定标，最终计算得到甲烷浓度。本发明适用于需要小型化、远程在线监测甲烷气体的领域。

主权项

一种利用光热光纤进行甲烷浓度传感的装置，其特征在于，包括加热光源、检测光源、光纤耦合器、光纤环形器、甲烷传感元件和波长检测仪，其中加热光源、检测光源、光纤环形器均分别与光纤耦合器连接，光纤环形器还分别与甲烷传感元件、波长检测仪连接；所述甲烷传感元件包括光热光纤和镀在光热光纤包层外部的甲烷催化剂镀层，光热光纤纤芯层上刻有光纤光栅；工作时，光热光纤吸收加热光源发出的光，使甲烷催化剂镀层温度上升到催化剂活化温度以上，引发甲烷催化剂镀层表面的甲烷缓慢氧化反应，检测光源发出的光经过光纤耦合器和光纤环形器进入甲烷传感元件，被光纤光栅滤波并反射，反射光经过光纤环形器进入波长检测仪；波长检测仪用于检测出反射光的波长。