[發(fā)明專利]一種基于光纖光柵氣體傳感器陣列的工業(yè)廢氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810442923.0
• 申請(qǐng)日: 2018-05-10
• 公開（公告）號(hào): CN108896101B
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈玉璽;劉安娜;劉惠;徐永正;劉大河
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東格藍(lán)云天環(huán)境科技有限公司
• 主分類號(hào): G01D21/02
• 分類號(hào): G01D21/02
• 代理公司: 37221 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 鄭平

1.一種基于光纖光柵氣體傳感器陣列的工業(yè)廢氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括內(nèi)置激光器的光纖光柵解調(diào)儀、光纖耦合器、陣列式光纖光柵傳感器和計(jì)算機(jī)處理器；

其中，光纖光柵解調(diào)儀內(nèi)置的激光器發(fā)射光信號(hào)，所述光信號(hào)通過(guò)光纖耦合器傳輸至陣列式光纖光柵傳感器，所述陣列式光纖光柵傳感器中的光纖光柵鋪設(shè)于工業(yè)廢氣處理設(shè)備的廢氣待測(cè)位置處，光信號(hào)被光纖光柵反射，反射光經(jīng)過(guò)光纖耦合器進(jìn)入光纖光柵解調(diào)儀，光纖光柵解調(diào)儀連接計(jì)算機(jī)處理器，計(jì)算機(jī)處理器調(diào)用氣敏膨脹型高分子膜膨脹數(shù)據(jù)庫(kù)，經(jīng)數(shù)據(jù)分析后即可輸出氣體的種類、濃度及檢測(cè)溫度；

所述陣列式光纖光柵傳感器包括三組光纖光柵：一組溫度光纖光柵、一組溫度補(bǔ)償氣敏光纖光柵和一組氣敏光纖光柵；

所述溫度光纖光柵為裸纖，套管封裝，管口密封，用來(lái)檢測(cè)實(shí)際環(huán)境溫度；

所述的溫度補(bǔ)償氣敏光纖光柵為涂覆氣敏膨脹型高分子薄膜的光纖光柵，套管封裝，管口密封，在無(wú)待測(cè)氣體影響時(shí)實(shí)際環(huán)境溫度下高分子膜的熱膨脹量；

所述的氣敏光纖光柵為涂覆氣敏膨脹型高分子薄膜的光纖光柵，暴露在檢測(cè)環(huán)境中，用來(lái)檢測(cè)在實(shí)際環(huán)境中氣敏膨脹型高分子薄膜的膨脹量；

陣列式溫度光纖光柵、溫度補(bǔ)償氣敏光纖光柵以及氣敏光纖光柵平行、相鄰排列，每個(gè)溫度光纖光柵單元、溫度補(bǔ)償氣敏光纖光柵單元以及氣敏光纖光柵單元一一對(duì)應(yīng)，得到陣列式光纖光柵傳感器；

所述溫度補(bǔ)償氣敏光纖光柵與氣敏光纖光柵的對(duì)應(yīng)光柵單元上涂覆氣敏高分子膜的種類與涂覆厚度完全相同；

所述氣敏膨脹型高分子薄膜為對(duì)四氯化碳、氯仿、丙酮敏感的聚苯乙烯薄膜；對(duì)甲醇、乙醇、異丙醇?xì)怏w敏感的聚環(huán)氧乙烷薄膜；對(duì)苯、甲苯、二甲苯氣體敏感的聚乙烯薄膜；對(duì)氯仿、四氯化碳、丙酮?dú)怏w敏感的聚氨酯薄膜或?qū)λ臍溥秽⒁宜嵋阴ァ⒙确職怏w敏感的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜。

2.如權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)廢氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖光柵的直徑為80或125μm。

3.如權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)廢氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖光柵的直徑為80μm。

4.如權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)廢氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，

所述溫度光纖光柵、溫度補(bǔ)償氣敏光纖光柵、氣敏光纖光柵都包括多個(gè)刻制有不同光柵柵距的光柵單元。

5.如權(quán)利要求4所述的一種工業(yè)廢氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，光柵單元為6-26個(gè)。

6.如權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)廢氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，

所述溫度補(bǔ)償氣敏光纖光柵與氣敏光纖光柵的各個(gè)光柵單元涂覆膨脹響應(yīng)程度不同的氣敏膨脹型高分子薄膜，每個(gè)光柵單元均是一個(gè)獨(dú)立的傳感器單元，一條刻制了多個(gè)光柵的光纖可構(gòu)成光纖光柵陣列。

7.如權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)廢氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的氣敏膨脹型高分子薄膜的厚度為10-60μm。

8.如權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)廢氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)處理器包括光纖光柵信號(hào)解析模塊、氣敏膨脹型高分子膜膨脹數(shù)據(jù)庫(kù)模塊和顯示輸出模塊；

其中，

所述光纖光柵信號(hào)解析模塊，用于解析光纖光柵解調(diào)儀解調(diào)的電信號(hào)；

所述氣敏膨脹型高分子膜膨脹數(shù)據(jù)庫(kù)模塊，用于存儲(chǔ)氣敏膨脹型高分子膜膨脹數(shù)據(jù)；

所述顯示輸出模塊，用于氣體種類、濃度及溫度的顯示。