根据光波导理论,分析基于敏感膜折射率变化的光纤甲烷传感原理,设计并制作含笼形分子A的聚合物敏感膜的光纤甲烷传感器,通过甲烷传感实验评价传感性能,以现场瓦斯气体样品验证其有效性.数值计算表明,当敏感膜折射率n_2介于1.441-1.447时,传感器归一化光功率随n:增加呈线性快速下降,适宜制作高灵敏度折射率型光纤甲烷传感器.实验结果表明,当甲烷浓度在0～27.0%范围内,传感器信号随甲烷浓度增加呈线性增大,其斜率为0.007,该结果与数值计算结果相符;甲烷最低检出限2.80%,响应时间约180 s,且传感器对CO、CO_2、H_2S、O_2、N_2等非甲烷类气体不产生响应,选择性良好;用于现场瓦斯气体样品中的甲烷检测时,其测量结果与气相色谱法一致,相对误差1.47%.
光纤传感器 笼形分子A 甲烷气体 敏感膜 折射率