[发明专利]基于一氧化碳敏感材料的光纤一氧化碳检测系统及其应用

权利要求书

1.一种基于一氧化碳敏感材料的光纤一氧化碳检测系统，其特征在于：包括宽带ASE光源(1)、光纤F-P传感探头(2)、光电探测器(3)和光谱分析仪(4)；其中，

所述光纤F-P传感探头(2)包括毛细玻璃管(2-2)，所述毛细玻璃管(2-2)的一端插有单模光纤(2-1)，另一端布设有聚合物(2-4)，所述单模光纤(2-1)端面与所述聚合物(2-4)内表面之间留有一定空隙，形成一个F-P空气腔，在形成F-P空气腔一侧的毛细玻璃管(2-2)外表面黏附有一氧化碳敏感材料(2-3)；

所述宽带ASE光源(1)输出的光信号通过所述单模光纤(2-1)进入光纤F-P传感探头(2)，所述聚合物(2-4)内表面的反射光和所述单模光纤(2-1)端面的反射光在单模光纤(2-1)内发生干涉后被所述光电探测器接收(3)，并由其将光信号转换为电信号，最终将干涉谱在所述光谱分析仪(4)中显示。

2.根据权利要求1所述的基于一氧化碳敏感材料的光纤一氧化碳检测系统，其特征在于，所述一氧化碳敏感材料(2-3)为负载型金催化剂。

3.根据权利要求2所述的基于一氧化碳敏感材料的光纤一氧化碳检测系统，其特征在于，所述负载型金催化剂包括Au纳米颗粒和两种氧化物，两种氧化物为两种金属氧化物或金属氧化物和SiO₂。

4.根据权利要求3所述的基于一氧化碳敏感材料的光纤一氧化碳检测系统，其特征在于，所述金属氧化物为ZnO、Al₂O₃、α-Fe₂O₃或CeO₂。

5.根据权利要求3所述的基于一氧化碳敏感材料的光纤一氧化碳检测系统，其特征在于，所述Au纳米颗粒的粒径为3～10nm，其中所述Au纳米颗粒和所述两种氧化物的原子比为1:50～1:10。

6.根据权利要求1所述的基于一氧化碳敏感材料的光纤一氧化碳检测系统，其特征在于，所述聚合物(2-4)表面憎水，热膨胀系数大于1×10^-5℃^-1。

7.根据权利要求6所述的基于一氧化碳敏感材料的光纤一氧化碳检测系统，其特征在于，所述聚合物(2-4)为M-bond 43B、有机硅化合物或硅氧树脂。

8.根据权利要求1所述的基于敏感材料的光纤一氧化碳检测系统，其特征在于，所述毛细玻璃管直径为125～130微米；所述的光纤F-P传感探头(2)中，所述聚合物厚度为10～400微米；所述F-P空气腔是指所述单模光纤(2-1)端面和所述聚合物(2-4)内表面间隔10～400微米所形成的空间。

9.根据权利要求1所述的基于敏感材料的光纤一氧化碳检测系统，其特征在于，所述宽带ASE光源为C+L波段宽带光源，工作波长为1400～1650nm，光谱密度≥-17。

10.一种一氧化碳的监测方法，其特征在于，利用权利要求1-9任一项所述的基于一氧化碳敏感材料的光纤一氧化碳检测系统进行一氧化碳的监测。