一种基于复合敏感材料的甲醇气体传感装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种基于复合敏感材料的甲醇气体传感装置，涉及光纤传感技术领域，具体涉及一种基于复合敏感材料的甲醇气体传感装置。本实用新型专利技术是为了解决在现有传感技术中，甲醇气体传感的灵敏度低，恢复性差等问题。它包括ASE光源，隔离器，甲醇气体传感头，光谱仪。其中，甲醇气体传感头是由复合敏感材料和微纳光纤组成，复合敏感材料是由水热法制备的片状氧化锌复合石墨烯，将其涂覆在微纳光纤的锥体部分，通过观察经过甲醇气体传感头的光谱变化，从而实现对甲醇气体快速、准确的检测。

【技术实现步骤摘要】
一种基于复合敏感材料的甲醇气体传感装置
本技术属于光纤传感
，具体涉及一种基于复合敏感材料的甲醇气体传感装置。
技术介绍
甲醇，一种有酒精气味且高度挥发的液体。随着现代工业的发展，甲醇已经成为了基础的有机化工原料和优质燃料，被广泛应用于工业染料、甲醛的合成以及汽车燃料等。然而，甲醇是一种危害人体健康、污染环境的物质。当甲醇进入人体之后，主要作用于人体神经系统以及血液循环系统，不仅会破坏人体视觉神经细胞，导致视力模糊，而且会对人体的呼吸道粘膜造成一定的损害。除此之外，甲醇在体内不易被排出，并且氧化缓慢，在慢慢积累的情况下，会出现代谢性酸中毒。因此，对室内空气中甲醇的检测具有重要意义。目前，用于检测甲醇气体的方法主要有拉曼光谱法、比色法、红外光谱法、气敏传感器法等。这些方法在精确度、便捷性以及经济性上都各有所长，但同时也存在着一些不可忽略的缺陷。其中，拉曼光谱法曲线复杂，难以识别；比色法虽然成本低，但是精确度不足；红外光谱法的灵敏度较低。氧化物半导体气敏传感器是气敏传感器中应用最为广泛的传感器，石墨烯作为金属氧化物的载体，提高了氧化物的电子传输性能，有效防止了氧化物纳米粒子的团聚现象。将片状氧化锌复合石墨烯作为甲醇气体传感器的复合敏感材料，在灵敏度、选择性和恢复性等问题上具有很大的改善。
技术实现思路
本技术提供了一种基于复合敏感材料的甲醇气体传感装置，是为了解决现有甲醇气体传感器的检测灵敏度低、成本较高、恢复性差等问题。为达上述目的，本技术实施实例采用如下技术方案：提供了一种基于复合敏感材料的甲醇气体传感装置，其特征在于：它包括ASE光源(1)、隔离器(2)、甲醇气体传感头(3)、光谱仪(4)；甲醇气体传感头(3)包含复合敏感材料(3-1)和微纳光纤(3-2)，将复合敏感材料(3-1)涂覆在微纳光纤(3-2)上；ASE光源(1)通过普通单模光纤连接隔离器(2)的一侧，另一侧与甲醇气体传感头(3)相连接，甲醇气体传感头(3)的另一侧通过普通单模光纤连接光谱仪(4)。所述的ASE光源(1)的中心波长为1550nm，带宽为40nm。所述的复合敏感材料(3-1)为片状氧化锌复合石墨烯。所述的微纳光纤(3-2)是将普通单模光纤通过氢氧焰熔融拉锥法得到的，其中复合敏感材料(3-1)涂覆在微纳光纤(3-2)的锥体部分。本技术专利提供了一种基于复合敏感材料的甲醇气体传感装置，该传感装置改善了现有甲醇气体传感器的检测灵敏度低、成本较高、恢复性差等问题。本技术的有益效果是：本技术针对现有甲醇气体传感器的检测灵敏度低、成本较高、恢复性差等不足，提出改进方案。复合敏感材料片状氧化锌复合石墨烯是通过水热法制备而得，采用滴涂法将其涂覆在由氢氧焰熔融拉锥法制备的微纳光纤上。当外界甲醇浓度发生变化时，片状氧化锌复合石墨烯吸附不同浓度的甲醇气体分子，使其内部发生电子转移进而引起折射率的变化，光谱发生变化。通过观察经过甲醇气体传感头的光谱变化，进而实现对甲醇气体浓度的检测。该传感装置灵敏度高、恢复性好、成本较低、结构简单，能够较好地实现对甲醇气体浓度的检测，有效降低了甲醇气体对人们的身心健康以及环境造成的危害。附图说明图1为一种基于复合敏感材料的甲醇气体传感装置的结构示意图。图2为甲醇气体传感头的微观放大图。具体实施方式以下实施例将结合附图对本技术作进一步的说明。本技术的一种基于复合敏感材料的甲醇气体传感装置，如图1所示，它包括ASE光源(1)、隔离器(2)、甲醇气体传感头(3)、光谱仪(4)；甲醇气体传感头(3)包含复合敏感材料(3-1)和微纳光纤(3-2)，将复合敏感材料(3-1)涂覆在微纳光纤(3-2)上；ASE光源(1)通过普通单模光纤连接隔离器(2)的一侧，另一侧与甲醇气体传感头(3)相连接，甲醇气体传感头(3)的另一侧通过普通单模光纤连接光谱仪(4)。所述的ASE光源(1)的中心波长为1550nm，带宽为40nm。所述的复合敏感材料(3-1)为片状氧化锌复合石墨烯。所述的微纳光纤(3-2)是将普通单模光纤通过氢氧焰熔融拉锥法得到的，其中复合敏感材料(3-1)涂覆在微纳光纤(3-2)的锥体部分。工作原理：一种基于复合敏感材料的甲醇气体传感装置：工作过程：如图1所示，ASE光源(1)的出射光通过普通单模光纤进入隔离器(2)，再通过隔离器(2)经普通单模光纤进入甲醇气体传感头(3)中，当外界甲醇气体的浓度发生变化时，复合敏感材料(3-1)片状氧化锌复合石墨烯会吸收不同浓度的甲醇气体，使其内部电子转移引起折射率发生变化，折射率的变化参数转化为透射谱波长漂移，从而实现对甲醇气体浓度的检测。与其他类型的甲醇气体传感器相比，本装置具有灵敏度高、恢复性好、成本较低、结构简单等特点。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于复合敏感材料的甲醇气体传感装置，其特征在于：它包括ASE光源(1)、隔离器(2)、甲醇气体传感头(3)、光谱仪(4)；/n甲醇气体传感头(3)包含复合敏感材料(3-1)和微纳光纤(3-2)，将复合敏感材料(3-1)涂覆在微纳光纤(3-2)上；ASE光源(1)通过普通单模光纤连接隔离器(2)的一侧，另一侧与甲醇气体传感头(3)相连接，甲醇气体传感头(3)的另一侧通过普通单模光纤连接光谱仪(4)。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于复合敏感材料的甲醇气体传感装置，其特征在于：它包括ASE光源(1)、隔离器(2)、甲醇气体传感头(3)、光谱仪(4)；
甲醇气体传感头(3)包含复合敏感材料(3-1)和微纳光纤(3-2)，将复合敏感材料(3-1)涂覆在微纳光纤(3-2)上；ASE光源(1)通过普通单模光纤连接隔离器(2)的一侧，另一侧与甲醇气体传感头(3)相连接，甲醇气体传感头(3)的另一侧通过普通单模光纤连接光谱仪(4)。


2.根据权利要求1所述的一种基于复合敏感材...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈涛，代小爽，李冰，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：新型
国别省市：黑龙;23