The utility model discloses a device using photothermal optical fiber methane concentration sensor, the heating device comprises a light source, detecting light source, optical fiber coupler, optical circulator, methane sensing element and wavelength detector, wherein the heating source, detecting light source, fiber ring and fiber coupler device are respectively connected, the optical circulator respectively. With the methane sensing element, wavelength detector. The device is based on the following methods: methane catalyst coated in the photothermal fiber cladding surface; using photothermal optical fiber as a photothermal conversion element to make methane catalyst coating temperature reaches the temperature above the methane methane catalytic activity; catalyst coating by slow oxidation reaction, slow oxidation exothermic reaction to thermal optical fiber temperature increased further; heat inside the fiber on fiber grating by writing; fiber grating temperature detection, through data calibration, the final calculated methane concentration. The utility model is suitable for the field of remote monitoring of methane gas in need of miniaturization.
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及光纤传感研究领域,特别涉及一种利用光热光纤进行甲烷浓度传感的装置。
技术介绍
甲烷催化氧化法浓度监测技术的工作原理是:利用甲烷催化氧化元件催化甲烷和氧气发生缓慢的氧化反应,将化学能转化为热能,通过监测催化剂表面温度得到甲烷浓度值。由于甲烷催化剂的活性温度高于室温很多,需要将催化剂温度加热到其活性温度以上。传统的方法是将催化剂连接上电线,通电加热。这种传统的方法要电源供电,存在产生电火花的安全隐患,能耗较大,需要经常更换电池,维护周期短。光热光纤是一种通过对光纤掺杂,将在光纤内传播的光能转换为热能的光纤。在光纤传感领域,光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating, FBG)由于其对温度、应力、折射率变化非常敏感,而成为业内一个非常重要的传感器件。FBG反射光谱的中心波长与光纤芯层的有效折射率成正比,而光纤芯层的有效折射率受外界的温度、应力影响,因此测量出FBG反射光谱的中心波长的变化就可以知道光纤温度的变化。
技术实现思路
本技术的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足,提供一种利用光热光纤进行甲烷浓度传感的装置,该装置是在光热光纤的包层外部镀上甲烷催化剂,然后用光加热,使甲烷催化剂的温度达到其活化温度以上,进而进行甲烷浓度传感,具有结构简单、体积较小的优点,适用于需要小型化、远程在线监测甲烷气体的领域。本技术的目的通过以下的技术方案实现:一种利用光热光纤进行甲烷浓度传感的装置,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 ...
【技术保护点】
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。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员:周斌,陈卓,何赛灵,高少锐,
申请(专利权)人:华南师范大学,
类型:实用新型
国别省市:
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