[發(fā)明專利]硫化氫氣體傳感器及其制作方法和硫化氫濃度的檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611260981.9
• 申請(qǐng)日: 2016-12-30
• 公開（公告）號(hào): CN106596452B
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮文林;鄧大申;秦祥;馬詩章;彭志清
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/3504
• 分類號(hào): G01N21/3504
• 代理公司: 重慶博凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 李海華;趙英

1.一種硫化氫氣體傳感器，其特征在于：包括薄芯光纖和熔接在其兩端的單模光纖，單模光纖的纖芯層直徑大于薄芯光纖的纖芯層直徑且小于薄芯光纖的包層直徑，薄芯光纖兩端的纖芯層端面中心分別與相鄰單模光纖一端的纖芯層端面中心相對(duì)應(yīng)，薄芯光纖的包層表面上覆蓋有一層厚度為10～340nm的二硫化鎢膜層。

2.一種硫化氫氣體傳感器的制作方法，其特征在于：包括以下步驟：

1）獲取一根薄芯光纖和兩根單模光纖，其中單模光纖的纖芯層直徑大于薄芯光纖的纖芯層直徑且小于薄芯光纖的包層直徑，然后分別將兩根單模光纖熔接在薄芯光纖的兩端，熔接時(shí)，單模光纖的纖芯層端面中心與薄芯光纖的纖芯層端面中心相對(duì)應(yīng)；

2）將二硫化鎢納米粉末按照(0.2～0.4):(30～40)的質(zhì)量比加入到0.784g/ml的異丙醇溶液中混合制成二硫化鎢分散液；

3）將步驟1）中熔接后的薄芯光纖部段放入到二硫化鎢分散液中浸涂0.4～1.2h，然后將其置于150～350℃的氮?dú)庵羞M(jìn)行煅燒，煅燒時(shí)間為3～6h，隨爐冷卻至室溫，使薄芯光纖部段包層外表面形成二硫化鎢膜層。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硫化氫氣體傳感器的制作方法，其特征在于：重復(fù)n次步驟3）得到厚度為10～340nm的二硫化鎢膜層，n大于等于1，其中，煅燒溫度和煅燒時(shí)間逐次降低。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硫化氫氣體傳感器的制作方法，其特征在于：在步驟2）中二硫化鎢粉末加入到異丙醇溶液后，先利用磁力攪拌器攪拌0.3～1h，然后再利用超聲波進(jìn)行震蕩0.3～1h，超聲波頻率為10～65KHz。

5.一種硫化氫濃度的檢測(cè)方法，其特征在于：包括以下步驟：

a）獲取權(quán)利要求1中的所述硫化氫氣體傳感器，將其一端接入光源，另一端接入光譜分析儀，獲得在沒有硫化氫氣體下的光譜圖；

b）配置濃度分別為5ppm、10ppm、20ppm、40ppm、60ppm和80ppm的硫化氫氣體，并放入不同的氣室中；

c）將步驟a）中的硫化氫氣體傳感器放入到不同的氣室中，得到氣體傳感器在不同濃度硫化氫氣體下的光譜圖；

d）選取步驟a）中光譜圖其中一段波谷的中心波長(zhǎng)，并在步驟c）中不同濃度硫化氫氣體的光譜圖中選取相同波谷的中心波長(zhǎng)，并通過線性擬合得到y(tǒng)=a-bx，即x=(a-y)/b，其中y為硫化氫氣室檢測(cè)光譜中該波谷的中心波長(zhǎng)，a為不含硫化氫氣體檢測(cè)光譜中該波谷的中心波長(zhǎng)，b為每1ppm硫化氫氣體在光譜中的偏移量，x為硫化氫氣體的濃度；

e）將步驟a）中的硫化氫氣體傳感器放入待檢測(cè)氣室中并獲取該氣室檢測(cè)的光譜圖，選取其中一段波谷的中心波長(zhǎng)，代入公式x=(a-y)/b得到硫化氫氣體的濃度。