[發明專利]一種石墨烯光纖氣體傳感器測量系統及其測量硫化氫氣體的方法

有效

• 申請號: 201911034880.3
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110749572B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 黃國家;楊波;李茂東;馮文林;楊曉占;陳翠;張雙紅;李悅;王志剛;文芳;徐青永
• 申請（專利權）人: 廣州特種承壓設備檢測研究院
• 主分類號: G01N21/45
• 分類號: G01N21/45;B82Y15/00;B82Y20/00;G02B6/02
• 代理公司: 廣州海藻專利代理事務所(普通合伙) 44386
• 代理人: 張大保

1.一種石墨烯光纖氣體傳感器測量系統，其特征在于，包括：寬帶光源(1)、通過光纖連接的光纖傳感器(3)和光譜儀(5)、計算機、報警裝置，光纖傳感器(3)的兩端具有進氣口(2)和出氣口(4)；所述光纖傳感器(3)結構由第一單模光纖(6)、第一多模光纖(7)、光子晶體光纖(8)、第二多模光纖(9)、第二單模光纖(10)構成，其中光子晶體光纖(8)兩端分別連接第一多模光纖7和第二多模光纖(9)，第一多模光纖(7)及第二多模光纖(9)兩端分別熔接有第一單模光纖(6)和第二單模光纖(10)，所述光子晶體光纖(8)表面涂覆二氧化鈦/氨基化石墨烯量子點復合敏感膜。

2.根據權利要求1所述的石墨烯光纖氣體傳感器測量系統，其特征在于，所述第一多模光纖(7)和第二多模光纖(9)的長度均為0.3cm，光子晶體光纖(8)長度為4.5cm。

3.一種硫化氫氣體的檢測方法，其特征在于：采用權利要求1-2之一所述的石墨烯光纖氣體傳感器測量系統，按照如下步驟進行制作，具體步驟如下：

步驟1：采用上述石墨烯光纖氣體傳感器檢測系統，獲得在沒有硫化氫氣體下的二氧化鈦/氨基化石墨烯量子點涂層的光子晶體光纖的傳感器干涉儀的光譜圖；

步驟2：配置濃度分別為10ppm、20ppm、30ppm、40ppm、50ppm以及55ppm的H₂S氣體，將不同濃度的硫化氫氣體通過進氣口2通入氣體傳感器測量系統中，光譜儀光譜選擇1538.9nm，觀察光譜儀在給光譜下獲取不同硫化氫濃度下的光譜圖；

步驟3：選取步驟1中光譜圖其中一段波峰的中心波長，并在步驟2中不同濃度硫化氫氣體的光譜圖中選取相同波峰的中心波長，并通過線性擬合得到p＝m-nc，即c＝(m-p)/n，其中p為硫化氫氣室檢測光譜中該波峰的中心波長，m為不含硫化氫氣體檢測光譜中該波峰的中心波長，n為每1ppm硫化氫氣體在光譜中的偏移量，c為硫化氫氣體的濃度；

步驟4：將上述氣體傳感器檢測系統放入待檢測硫化氫氣室中并獲取該氣室檢測的光譜圖，選取其中一段波峰的中心波長，代入公式c＝(m-p)/n得到硫化氫氣體的濃度。