[实用新型]基于空芯光纤SERS光谱的多组分有害气体检测系统

说明书

本实用新型特别涉及一种基于空芯光纤SERS光谱的多组分有害气体检测系统，包括依次连接的泵浦光源、第一光纤耦合器、光纤激光器、第二光纤耦合器、空芯光纤组件、拉曼光谱仪以及处理单元，所述的泵浦光源用于产生泵浦光经过第一光纤耦合器聚焦耦合后进入光纤激光器中，光纤激光器激发的激光通过第二光纤耦合器射入至空芯光纤组件中，空芯光纤组件内的金银多层核壳纳米颗粒和待测气体在激光作用下发生反应并产生拉曼光，拉曼光谱仪接收拉曼光得到待测气体的拉曼光谱图，处理单元对拉曼光谱图进行处理得到待测气体中的气体组分。该系统使用起来非常方便、快捷，同时能够精确、快速的对多组分有害气体进行检测。

技术领域

本实用新型涉及气体浓度检测技术领域，特别涉及一种基于空芯光纤SERS光谱的多组分有害气体检测系统。

背景技术

矿井有害气体是煤(岩)体涌出和生产过程中产生的各种不利于人体健康的气体的通称，包括一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、硫化氢、氨气等。矿井空气是来自地面的新鲜空气与井下产生的有害气体及浮尘的混合体，所以，井下作业人员工作时，矿井中有害气体时刻威胁着他们的生命安全。在《煤矿安全规程》中明确规定了井下有害气体的浓度不得超过以下水平：CO(24ppm)、NO₂(25ppm)、SO₂(5ppm)、H₂S(6.6ppm)、NH₃(40ppm)。

表面增强拉曼光谱(简称SERS)作为一种与纳米技术相结合的新型分析技术取得了巨大的突破，可以实现单分子量级的检测，并可提供分子结构的指纹信息。SERS光谱不仅具有拉曼光谱的优点，其检测灵敏度亦远高于其他普通的拉曼检测。SERS作为一种超灵敏检测方法，在环境检测、医学诊断、生物分析、化学化工、公共安全等领域得到了广泛应用。但是其用于气体检测方面，目前所采用的拉曼光谱均未采取增强的方法，在气体拉曼光谱增强机理、SERS基底合成、拉曼信号获取方面还存在诸多问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于空芯光纤SERS光谱的多组分有害气体检测系统，能够精确、快速的对多组分有害气体进行检测。

为实现以上目的，本实用新型采用的技术方案为：包括依次连接的泵浦光源、第一光纤耦合器、光纤激光器、第二光纤耦合器、空芯光纤组件、拉曼光谱仪以及处理单元，所述的泵浦光源用于产生泵浦光经过第一光纤耦合器聚焦耦合后进入光纤激光器中，光纤激光器激发的激光通过第二光纤耦合器射入至空芯光纤组件中，空芯光纤组件内的金银多层核壳纳米颗粒和待测气体在激光作用下发生反应并产生拉曼光，拉曼光谱仪接收拉曼光得到待测气体的拉曼光谱图，处理单元对拉曼光谱图进行处理得到待测气体中的气体组分。

与现有技术相比，本实用新型存在以下技术效果：通过设置泵浦光源和光纤激光器，产生合适的激光，在激光的作用下，空芯光纤组件中内的金银多层核壳纳米颗粒和待测气体发生反应产生拉曼光后被拉曼光谱仪和处理单元接收并处理，只需要向系统中通入待测气体即可实现自动检测，使用起来非常方便、快捷，同时检测结果非常精确。

附图说明

图1是系统的结构示意图；

图2是空芯光纤的结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1至图2，对本实用新型做进一步详细叙述。