[发明专利]一种油气浓度多参量检测装置

摘要

本发明公开了一种油气浓度多参量检测装置，包括宽带光源、甲烷传感器、乙烷传感器、丙烷传感器、湿度传感器、温度传感器、光开关、测试气室、计算机和质量流量控制器等；传感器的前端通过光开关Ⅰ连接宽带光源；传感器的后端通过光开关Ⅱ连接光谱分析仪；传感器位于测试气室内。其中倾斜长周期光纤光栅甲烷、乙烷和丙烷传感器的敏感膜为含笼形分子(分别为笼形分子A、笼形分子E‑(OC3H7)6或笼形分子M‑(OC3H7)6)和石墨烯的低折射率紫外光固化氟硅氧烷敏感膜，当待测甲烷、乙烷和丙烷与相应的敏感膜相互作用时，会引起敏感膜折射率改变，使得甲烷、乙烷和丙烷传感器的透射谱发生漂移，通过光谱分析仪透射谱的漂移量可以测量出甲烷、乙烷和丙烷的浓度。

主权项

1.一种油气浓度多参量检测装置，包括宽带光源、光开关Ⅰ、光开关Ⅱ、测试气室、计算机，光谱分析仪与计算机连接，其特征在于：还包括含笼形分子A和石墨烯的低折射率紫外光固化氟硅氧烷敏感膜的倾斜长周期光纤光栅甲烷传感器、含笼形分子E‑(OC3H7)6和石墨烯的低折射率紫外光固化氟硅氧烷敏感膜的倾斜长周期光纤光栅乙烷传感器、含笼形分子M‑(OC3H7)6和石墨烯的低折射率紫外光固化氟硅氧烷敏感膜的倾斜长周期光纤光栅丙烷传感器、湿度光纤光栅传感器、温度光纤光栅传感器和控制甲烷、乙烷、丙烷与氮气的输入比例并将不同浓度的甲烷、乙烷、丙烷输入测试气室的三个质量流量控制器；所述甲烷传感器、乙烷传感器、丙烷传感器、温度光纤光栅传感器和湿度光纤光栅传感器的前端通过光开关Ⅰ连接宽带光源；所述甲烷传感器、乙烷传感器、丙烷传感器、温度光纤光栅传感器和湿度光纤光栅传感器的后端通过光开关Ⅱ连接光谱分析仪；所述甲烷传感器、乙烷传感器、丙烷传感器、湿度光纤光栅传感器和温度光纤光栅传感器位于测试气室内，测试气室有通入待测甲烷、乙烷、丙烷混合气体的进气口和出气口，进气口连接控制待测混合气体的三个质量流量控制器；所述甲烷传感器采用倾斜长周期光纤光栅；含笼形分子A和石墨烯的低折射率紫外光固化氟硅氧烷敏感膜的制备方法如下：先将笼形分子A溶于二氯甲烷，然后向混合溶液中加入低折射率紫外光固化氟硅氧烷和石墨烯，并用超声振荡器混合均匀；笼形分子A为180μmol，二氯甲烷20mL，低折射率紫外光固化氟硅氧烷2mL，石墨烯0.18g；含笼形分子A和石墨烯的低折射率紫外光固化氟硅氧烷敏感膜涂覆于倾斜长周期光纤光栅包层表面；所述乙烷传感器采用倾斜长周期光纤光栅；含笼形分子E‑(OC3H7)6和石墨烯的低折射率紫外光固化氟硅氧烷敏感膜的制备方法如下：先将笼形分子E‑(OC3H7)6溶于二氯甲烷，然后向该混合溶液中加入低折射率紫外光固化氟硅氧烷和石墨烯，并用超声振荡器混合均匀；笼形分子E‑(OC3H7)6为180μmol，二氯甲烷20mL，低折射率紫外光固化氟硅氧烷2mL，石墨烯0.18g；含笼形分子E‑(OC3H7)6和石墨烯的低折射率紫外光固化氟硅氧烷敏感膜涂覆于倾斜长周期光纤光栅包层表面；所述丙烷传感器采用倾斜长周期光纤光栅；含笼形分子M‑(OC3H7)6和石墨烯的低折射率紫外光固化氟硅氧烷敏感膜的制备方法如下：先将笼形分子M‑(OC3H7)6溶于二氯甲烷，然后向该混合溶液中加入低折射率紫外光固化氟硅氧烷和石墨烯，并用超声振荡器混合均匀；笼形分子M‑(OC3H7)6为180μmol，二氯甲烷20mL，低折射率紫外光固化氟硅氧烷2mL，石墨烯0.18g；含笼形分子M‑(OC3H7)6和石墨烯的低折射率紫外光固化氟硅氧烷敏感膜涂覆于倾斜长周期光纤光栅包层表面。