[发明专利]光纤光栅甲烷检测的方法和设备

摘要

本发明公开一种光纤光栅甲烷检测的方法和设备。在光栅两侧光纤上涂覆有铂膜，铂膜作为催化剂催化空气中的氧气与甲烷发生氧化反应，放出热量，导致光纤发生形变，间接导致光栅反射峰位置发生漂移，通过确定反射峰波长获得待测气体中甲烷的浓度。通过环形器将一组甲烷传感器与宽带光源、波分复用解调系统连接起来，可实现多个甲烷传感器的分布式测量。

主权项

1、光纤光栅甲烷检测的方法，其特征在于包括以下步骤：1)在一段光纤中间安装上一个光栅，该光栅的反射峰波长一定；2)运用真空镀膜技术在光纤包层表面镀上一定长度的铂膜层作为催化剂，在催化剂的作用下，待测气体中的甲烷与空气中的氧气发生氧化反应放出热量，使铂膜附近温度升高，导致光纤形变和光栅反射峰位置漂移；3)将一个上述包层上镀有铂膜的光纤光栅置于不同标准浓度的甲烷气体样本中，检测该光栅反射峰波长漂移量；4)利用步骤3)测得的数据对该光栅反射峰位置漂移与甲烷浓度的关系进行定标，用线性拟合的方法获得光栅反射峰位置漂移与甲烷浓度之间的线性关系： Δλ＝an (1)其中Δλ为光栅反射峰波长漂移量，n为甲烷气体浓度，a为比例系数；5)重复步骤3)和4)，获得此包层镀铂膜的光纤光栅的反射峰位置漂移量与甲烷浓度之间的线性关系；6)有多个不同反射峰波长的此种传感器连接到一个光纤上，将覆盖这些传感器的光栅反射峰波长的宽带光源由①端口进入环型器，由②端口将光输入波分复用的一组串联的光纤光栅传感器；包含对应各个光栅位置甲烷浓度信息的反射光信号，经环型器②端口和③端口进入光纤光栅波分复用解调系统解调，获得各个光栅的反射峰波长漂移量，根据公式(1)获得对应检测点的甲烷气体浓度。