[发明专利]无芯多模光纤硫化氢气体传感器的制作方法及其传感器和硫化氢气体浓度的检测方法

说明书

本发明公开了一种无芯多模光纤硫化氢气体传感器的制作方法，通过对无芯光纤的覆膜，以及覆膜无芯光纤和多模光纤进行熔接，依次形成覆膜无芯光纤位于多模光纤两端的结构，并在最外端2根覆膜无芯光纤的端部熔接单模光纤，制得无芯多模光纤硫化氢气体传感器，利用此传感器对硫化氢气体浓度进行检测。本发明中的无芯多模光纤硫化氢气体传感器结构简单，工作稳定，检测效果好，响应时间快，精度和可靠性高，还具有体积小、重量轻的优点，另外传感器制作容易，成本低廉。

技术领域

本发明涉及一种气体传感领域，具体涉及一种无芯多模光纤硫化氢气体传感器的制作方法及其传感器和硫化氢气体浓度的检测方法。

背景技术

硫化氢是仅次于氰化物的剧毒物，是易致人死亡的有毒气体。硫化氢不仅严重威胁着人们的生命安全，而且还造成严重的环境污染，对金属设备造成严重的腐蚀破坏。因此，为确保人员的绝对安全，杜绝硫化氢中毒事故的发生，了解硫化氢气体的来源和危害，掌握硫化氢气体的预防与处理知识和硫化氢检测方法非常重要。

光纤传感技术是一项正在发展中的具有广阔前景的新型高技术。由于光纤本身在传递信息过程中具有许多特有的性质,如光纤传输信息时能量损耗很小,给远距离遥测带来很大方便。光纤材料性能稳定,不受电磁场干扰,在高温、高压、低温、强腐蚀等恶劣环境下保持不变所以光纤传感器从问世到如今,一直都在飞速发展。因此，如何利用光纤传感技术制作一种对硫化氢气体浓度进行检测的气体传感器，使其能够具有工作稳定，检测效果好，响应时间快，精度和可靠性高等效果，就成为需要进一步考虑的问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种制作简易，制作出来的气体传感器灵敏度高、检测效果好的无芯多模光纤硫化氢气体传感器的制作方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种无芯多模光纤硫化氢气体传感器的制作方法，包括以下步骤：

(1)配置镀膜溶液，将聚乙二醇按照(0.01～0.03)∶(30～50)的质量比加入到去离子水中，搅均匀直至聚乙二醇完全溶解得到聚乙二醇水溶液，然后将二氧化钛纳米粉末按照(0.1～0.2)∶(30～50)的质量比加入到聚乙二醇水溶液中混合制成二氧化钛分散液；

(2)获取n根无芯光纤，n≥2；

(3)对步骤(2)中得到的无芯光纤表面清洁干净后浸入步骤(1)中得到的二氧化钛分散液中，浸泡数分钟后提出在30～50℃的环境下干燥至恒重，重复将无芯光纤浸入二氧化钛分散液中并干燥多次，最后一次在120～150℃的环境下干燥至恒重，使无芯光纤表面形成厚度为3～5μm的二氧化钛膜层，得到覆膜无芯光纤；

(4)将步骤(3)中得到的覆膜无芯光纤的两端分别切平处理，使得到的覆膜无芯光纤的长度一致；

(5)获取n-1根多模光纤，将步骤(3)中得到的n根覆膜无芯光纤与n-1根多模光纤依次交错进行熔接，熔接时，覆膜无芯光纤的端面中心与多模光纤的端面中心相对应，接着再获取2根单模光纤，分别熔接在最外端2根覆膜无芯光纤的端部，覆膜无芯光纤的端面中心与单模光纤的端面中心相对应。

一种无芯多模光纤硫化氢气体传感器，由上述无芯多模光纤硫化氢气体传感器的制作方法制得而成。

一种硫化氢气体浓度的检测方法，包括以下步骤：

(a)获取上述无芯多模光纤硫化氢气体传感器，将其一端的单模光纤接入光源，其另一端的单模光纤接入光谱分析仪，获得在没有硫化氢气体下的光谱图；

(b)配置多种不同浓度的硫化氢气体，并放入不同的气室中；

(c)将步骤(a)中的所述无芯多模光纤硫化氢气体传感器分别放入到步骤(b)中的各气室中，记录得到所述无芯多模光纤硫化氢气体传感器在不同浓度硫化氢气体下的光谱图；