[发明专利]一种液体环境下的反射式光纤气体传感探头装置

说明书

本发明属于光学气体传感技术领域，公开了一种液体环境下的反射式光纤气体传感探头装置。装置包括反射式光纤气体传感探头、阻液透气单元和气路控制接口；反射式光纤气体传感探头的第一端部嵌套在阻液透气单元的内部；阻液透气单元的第一末端，阻液透气单元的第二末端与气路控制接口之间，反射式光纤气体传感探头与气路控制接口之间采用阻液材料进行密封；阻液透气单元允许气体进入阻液透气微气室的内部，并阻止液体进入阻液透气微气室的内部。本发明解决了光纤气体传感探头在液体环境中容易失效的问题，使其可在复杂液体环境下工作。

技术领域

本发明涉及光学气体传感技术领域，尤其涉及一种液体环境下的反射式光纤气体传感探头装置。

背景技术

现有对于气体进行传感探测的技术中，最主要的是基于半导体、电化学等依靠电源激励并通过气敏材料产生的电压变化而检测气体浓度的传感器技术。这类技术具有探头体积、灵敏度、气体串扰等方面的不足，以及抗电磁及环境干扰能力差，气体敏感材料容易中毒等缺点。光纤气体传感器在上述方面具有一定优势，能弥补现有常规传感器在特殊应用场景下的不足。

在液体环境下进行气体传感探测在海洋能源探测、燃料监测、绝缘液体状态监测等众多应用场景具有迫切需求。然而，这种场景下光纤气体传感器的应用存在液体渗透阻塞失效等问题。现有方式多基于液体采样后经由脱气装置进行气液分离后进行分析检测。但这种现有方式由于液体采样特性，除了存在操作复杂、周期长、实时性差等不足，待测气体更可能在脱气处理、样品转移过程产生进一步化学演化，影响原有环境的气体测量准确度。

发明内容

本发明通过提供一种液体环境下的反射式光纤气体传感探头装置，解决了现有技术中光纤气体传感探头在液体环境中容易失效的问题。

本发明提供一种液体环境下的反射式光纤气体传感探头装置，包括：反射式光纤气体传感探头、阻液透气单元和气路控制接口；

所述反射式光纤气体传感探头的第一端部嵌套在所述阻液透气单元的内部；所述阻液透气单元的第一末端采用阻液材料进行密封，所述阻液透气单元的第二末端嵌套在所述气路控制接口的第一末端内部并采用阻液材料进行密封，所述气路控制接口第二末端与反射式光纤气体传感探头之间采用阻液材料进行密封；

所述气路控制接口用于连接气体压力和温度控制设备；

所述反射式光纤气体传感探头包括气体传感光纤、传输光纤、气体扩散通道；所述气体传感光纤与所述传输光纤连接，所述气体扩散通道用于允许气体进入所述气体传感光纤的传感区域中；

所述阻液透气单元包括阻液透气微气室；所述阻液透气微气室用于允许气体进入所述阻液透气微气室的内部，并阻止液体进入所述阻液透气微气室的内部。

优选的，所述气体传感光纤为空芯光纤、微结构光纤、单模光纤及其二次加工品中的一种；所述气体扩散通道的类型为光纤内微结构通道、物理对接狭缝通道、激光加工微孔通道中的一种。

优选的，所述气体传感光纤与所述传输光纤的连接采用熔接型、物理对接型中的一种。

优选的，所述传输光纤与所述气体传感光纤连接构成光学反射结构。

优选的，所述阻液透气微气室由高分子聚合物材料制备而成，所述阻液透气微气室为膜状或管状结构。

优选的，所述阻液透气单元还包括：支撑机构；所述反射式光纤气体传感探头的第一端部、所述支撑机构、所述阻液透气微气室形成由内向外的嵌套式包覆结构；所述支撑机构用于为所述阻液透气微气室提供力学支撑。

优选的，所述支撑机构采用开孔石英管、开孔金属管、多孔泡沫金属、超高分子聚乙烯中的一种材料制备而成。

本发明中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：