[发明专利]一种用于在线检测的红外光纤倏逝波传感器及制备方法

权利要求书

1.一种用于在线检测的红外光纤倏逝波传感器，其特征在于：由传感探头和传感探头固定单元构成；传感探头固定单元由4个光纤耦合器、2根两端带有光纤连接器的中红外光纤、圆柱形外壳和2个可拆卸安装板构成，光纤耦合器分别与光纤连接器相连，光纤耦合器、光纤连接器及光纤在外壳内通过封装胶灌封成整体，2个可拆卸安装板安装在外壳的两端，4个光纤耦合器分布在传感探头固定单元的两侧；传感探头由中红外光纤和其两端连接的光纤连接器构成，中红外光纤的中间部分由中红外光纤纤芯和依次包覆在其上的氯化烃捕捉聚合物膜和超疏水膜构成。

2.根据权利要求1所述的用于在线检测的红外光纤倏逝波传感器，其特征在于：所述的氯化烃捕捉聚合物膜由乙烯丙烯共聚物构成，膜的厚度为25～30微米。

3.根据权利要求1所述的用于在线检测的红外光纤倏逝波传感器，其特征在于：所述的超疏水膜由SiO₂、氨丙基三乙氧基硅烷和环氧丙氧基三甲氧基硅烷构成，具有SiO₂复合粒子团聚结构，膜的厚度为50～150纳米。

4.根据权利要求1所述的用于在线检测的红外光纤倏逝波传感器，其特征在于：所述传感探头的中红外光纤主体形状为U形，U形中间设有一个环；所述传感探头两端的光纤连接器连接在传感探头固定单元一端的光纤耦合器上。

5.一种用于在线检测的红外光纤倏逝波传感器的制备方法，包括如下步骤：

(1)传感探头的制备：

1)环形光纤制备：采用一段中红外光纤，将中间部分的包层去除，然后将去除包层的光纤纤芯固定在不锈钢环形模具上，两端弯曲成U形，U形中间设有一个环，烧结，获得环形中红外光纤；

2)涂覆氯化烃捕捉聚合物膜：采用镀膜提拉法在环形中红外光纤上涂覆乙烯丙烯共聚物溶胶，干燥后得到氯化烃捕捉聚合物膜；

3)涂覆超疏水膜：采用镀膜提拉法将二氧化硅超疏水溶胶涂覆在光纤的氯化烃捕捉聚合物膜表面，干燥后获得透明超疏水膜；

4)在所述中红外光纤的两端安装光纤连接器；

(2)传感探头固定单元的制备：

将4个光纤耦合器分别连接在2根两端带有光纤连接器的中红外光纤的光纤连接器上，光纤耦合器、光纤连接器及光纤在传感器固定单元外壳中通过封装胶灌封成整体，2个可拆卸安装板安装在外壳的两端，4个光纤耦合器分布在传感探头固定单元两侧的可拆卸安装板上，便于与传感探头或外接光纤的光纤连接器相联；

所述的传感探头两端的光纤连接器分别连接在传感探头固定单元一端的光纤耦合器上。

6.根据权利要求5所述的用于在线检测的红外光纤倏逝波传感器的制备方法，其特征在于：烧结时，采用惰性气体作为保护气体，以每分钟2～10℃的升温速率升温至300～350℃，并在300～350℃下加热5～10分钟。

7.根据权利要求5所述的用于在线检测的红外光纤倏逝波传感器的制备方法，其特征在于：所述的乙烯丙烯共聚物溶胶由乙烯丙烯共聚物和正己烷组成，乙烯丙烯共聚物溶胶的浓度为0.05～0.25g/ml；中红外光纤涂覆乙烯丙烯共聚物溶胶后，在室温下干燥2～3小时，再在120～180℃真空下干燥5～10分钟，获得乙烯丙烯共聚物涂覆环形光纤。