一種光纖甲烷傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001]本申請涉及傳感器技術領域，尤其涉及一種光纖甲烷傳感器。
【背景技術】
[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，必須在相關場所安置可以實時、快速檢測甲烷氣體濃度的設備。
[0003]在現(xiàn)有檢測甲烷氣體濃度的設備中，光纖甲烷傳感器因為光纖本身的一些性質被廣泛使用。例如，光纖傳輸信息時能量損耗很小，便于遠距離遙測氣體的濃度;而且光纖材料性能穩(wěn)定，信號不受電磁場干擾，因此在高溫、高壓、低溫、強腐蝕等惡劣環(huán)境下性能改變很小。
[0004]上述光纖甲烷傳感器的測試原理是:待測甲烷氣體與在光纖中傳輸?shù)墓鈺l(fā)生相互作用，隨著待測甲烷氣體的濃度或性質發(fā)生變化，甲烷氣體與在光纖中傳輸?shù)墓庵g的相互作用也會發(fā)生改變，光纖甲烷傳感器通過測試這種變化，從而來獲得當前時刻甲烷氣體的濃度或性質的具體變化。
[0005]在光纖甲烷傳感器中，基于模式干涉反射結構的光纖傳感器被廣泛關注，該傳感器主要利用光的干涉和反射原理測試甲烷氣體濃度和性質的變化。雖然對基于模式干涉反射結構的光纖甲烷傳感器的理論研究有很多，但在實際應用中，這種基于模式干涉反射結構的光纖甲烷傳感器的產(chǎn)品的種類卻很少。

【發(fā)明內容】

[0006]鑒于上述問題，本申請實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構制備的傳感器，用于檢測甲烷氣體濃度的變化。
[0007]本申請采用以下技術方案: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LED、LD或ASE寬帶光源。
[0015]優(yōu)選地，所述光源為LED光源時，所述光纖甲烷傳感器中的單模光纖的纖芯直徑為8μ??，對應的包層直徑為125μ?? ；多模光纖的纖芯的直徑為50μ??，對應的包層直徑為125μ??，長度為0.3μπι;傳感光纖的纖芯的直徑為8μπι，對應的包層直徑為125μπι，長度為5cm;甲烷敏感膜為含籠形超分子的甲燒敏感膜，對應的厚度為0.5μηι ；金屬反射膜為金膜。
[0016]優(yōu)選地，所述光源為LD光源時，所述光纖甲烷傳感器中的單模光纖的纖芯直徑為8μπι，對應的包層直徑為125μπι;多模光纖的纖芯的直徑為70μπι，對應的包層直徑為125μπι，長度為Imm;傳感光纖的纖芯的直徑為8μπι，對應的包層直徑為125μπι，長度為6cm;甲烷敏感膜為含籠形超分子的甲烷敏感膜，對應的厚度為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，所述光纖甲烷傳感器中的單模光纖的纖芯直徑為8μ??，對應的包層直徑為125μ??;多模光纖的纖芯的直徑為ΙΟΟμ??，對應的包層直徑為125μπι，長度為2mm;傳感光纖的纖芯的直徑為8μπι，對應的包層直徑為125μπι，長度為7cm;甲烷敏感膜為含籠形超分子的甲烷敏感膜，對應的厚度為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;長波段;初始波段;擴展波段。
[0020]應用本申請實施例提供的光纖甲烷傳感器，當甲烷氣體的濃度發(fā)生變化時，傳感器中的光的干涉波的波谷或波峰發(fā)生移動，從而確定甲烷氣體的濃度，根據(jù)甲烷濃度的變化，及時采取相應的安全措施。
【附圖說明】
[0021]此處所說明的附圖用來提供對本申請的進一步理解，構成本申請的一部分，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的不當限定。在附圖中:
[0022]圖1為本申請實施例1提供的一種光纖甲烷傳感器的具體結構示意圖:
[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。
【具體實施方式】
[0024]為使本申請的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本申請具體實施例及相應的附圖對本申請技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護的范圍。
[0025]以下結合附圖，詳細說明本申請各實施例提供的技術方案。
[0026]本申請實施例提供了一種光纖甲烷傳感器，用于監(jiān)測甲烷氣體濃度的變化。該傳感器的具體結構示意圖如圖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，即同種波長的光;通過單模光纖102的同波長的光在多模光纖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)干涉波的變化推測出甲烷氣體濃度的變化，具體是指:當該