CN113916831A - 基于微锥型长周期光栅的co2气体浓度检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于微锥型长周期光栅的CO2气体浓度检测方法，应用于CO2气体浓度检测传感器，CO2气体浓度检测传感器包括：光纤、CO2激光加热器、第一光纤夹具、第二光纤夹具、第一电机以及第二电机，第一光纤夹具和第二光纤夹具用于固定光纤；该方法包括：利用CO2激光加热器的输出光束加热光纤的预设区域；待光纤的预设区域软化后，第一电机沿光纤的延伸方向移动第一距离、第二电机沿光纤的延伸方向移动第二距离，将预设区域拉伸形成多个微锥型结构，获得长周期光栅；将预先制作的CO2气敏材料涂覆于长周期光栅对应的光纤表面后，根据长周期光栅的光谱变化确定CO2气体浓度。该发明能够提高CO2气体浓度的检测精度。
Description
技术领域
本发明属于传感器技术领域，具体涉及一种基于微锥型长周期光栅CO2气体浓度检测方法。
背景技术
二氧化碳仅占大气的4％，但大气中二氧化碳含量的增加对全球变暖有重大影响，因而检测并控制CO2向大气中的排放至关重要；此外，高浓度的CO2会导致中毒，甚至抽搐、昏迷和死亡，故二氧化碳的检测成为本领域技术人员深入研究的方向。
相关技术中，通常使用半导体传感器、化学传感器、激光二极管传感器或非色散红外传感器实现CO2气体浓度的检测，然而这些传感器的体积较大、价格相对昂贵、且不适合分布式传感应用，并且需要复杂的化学和物理机理进行检测，灵敏度也较低。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于微锥型长周期光栅的CO2气体浓度检测方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
本发明实施例提供了一种基于微锥型长周期光栅的CO2气体浓度检测方法，应用于CO2气体浓度检测传感器，所述CO2气体浓度检测传感器包括：光纤、CO2激光加热器、第一光纤夹具、第二光纤夹具、与所述第一光纤夹具固定连接的第一电机、以及与所述第二光纤夹具固定连接的第二电机，第一光纤夹具和第二光纤夹具用于固定所述光纤；
所述CO2气体浓度检测方法包括：
利用所述CO2激光加热器的输出光束加热所述光纤的预设区域；
待所述光纤的预设区域软化后，所述第一电机沿所述光纤的延伸方向移动第一距离、所述第二电机沿所述光纤的延伸方向移动第二距离，将所述预设区域拉伸形成多个微锥型结构，获得长周期光栅；
将预先制作的CO2气敏材料涂覆于所述长周期光栅对应的光纤表面后，根据所述长周期光栅的光谱变化确定CO2气体浓度。
在本发明的一个实施例中，所述光纤为单模光纤；
所述利用所述CO2激光加热器的输出光束加热所述光纤的预设区域的步骤之前，还包括：
去除所述单模光纤中预设区域的涂覆层，所述涂覆层包括树脂材料。
在本发明的一个实施例中，所述CO2激光加热器的输出光束包括第一光束和第二光束，所述第一光束与所述第二光束的直径为0.25-0.35mm。
在本发明的一个实施例中，所述利用所述CO2激光加热器的输出光束加热所述光纤的预设区域的步骤，包括：
在垂直于所述光纤延伸的方向上，所述第一光束与所述第二光束分别从两侧对所述光纤的预设区域加热800ms。
在本发明的一个实施例中，所述CO2气体浓度检测传感器还包括：光源和光谱仪，所述光纤的两端分别与所述光源及所述光谱仪连接；
所述根据所述长周期光栅的光谱变化确定CO2气体浓度的步骤，包括：
所述光源产生光信号，以使所述光信号经所述光纤后被所述光谱仪接收；
所述光谱仪根据所述光信号确定所述长周期光栅的光谱变化，进而确定CO2气体浓度。
在本发明的一个实施例中，所述待所述光纤的预设区域软化后，所述第一电机沿所述光纤的延伸方向移动第一距离、所述第二电机沿所述光纤的延伸方向移动第二距离，将所述预设区域拉伸形成多个微锥型结构，获得长周期光栅的步骤，包括：
待所述光纤的预设区域软化后，所述第一电机带动所述第一光纤夹具以预设速度向靠近所述光源的一侧移动第一距离、所述第二电机带动所述第二光纤夹具以预设速度向靠近所述光源的一侧移动第二距离，拉伸形成一个微锥型结构；其中，所述第一距离大于所述第二距离；
每个微锥型结构制作完成后，检测制作完成的微锥型结构是否达到预设数量；若是，则长周期光栅制作完成；
否则，返回执行所述第一电机沿所述光纤的延伸方向继续移动第一距离、所述第二电机沿所述光纤的延伸方向继续移动第二距离的步骤，并拉伸形成下一微锥型结构。
在本发明的一个实施例中，所述微锥型结构的锥腰为115μm。
在本发明的一个实施例中，所述第一距离为一个所述光栅周期的距离，所述光栅周期为400μm。
在本发明的一个实施例中，所述第一距离与所述第二距离相差15μm。
在本发明的一个实施例中，CO2气敏材料采用如下步骤制作得到：
将四乙氧基硅烷和正辛基三乙氧基硅烷按预设比例混合；
在混合后的四乙氧基硅烷和正辛基三乙氧基硅烷中加入无水乙醇及盐酸，加盖后在25℃下磁力搅拌1小时，制成溶胶-凝胶CO2气敏材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明提供一种基于微锥型长周期光栅的CO2气体浓度检测方法，应用于CO2气体浓度检测传感器，CO2气体浓度检测传感器包括：光纤、CO2激光加热器、第一光纤夹具、第二光纤夹具、第一电机以及第二电机，上述方法中光纤的预设区域在加热软化后被拉伸形成多个微锥型结构，得到长周期光栅，当涂覆于上述长周期光栅的CO2气敏材料吸收CO2气体后，长周期光栅外部包裹的材料折射率发生变化，同时CO2气敏材料也发生微小形变而对光栅产生应力变化，最终导致微锥型长周期光栅的光谱发生显著变化，由于拉锥形成的栅区直径相比于普通光纤光栅的直径更小，因而该长周期光栅对于应力、弯曲、扭转等外界环境参量的变化灵敏度远高于普通光纤光栅，因此上述CO2气体浓度检测方法有效提高了CO2气体浓度的检测精度。
以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例提供的基于微锥型长周期光栅的CO2气体浓度检测方法的一种流程示意图；
图2是本发明实施例提供的CO2气体浓度检测传感器的一种结构示意图；
图3是本发明实施例提供的长周期光纤光栅的一种示意图；
图4是本发明实施例提供的CO2气体浓度检测传感器的另一种结构示意图；
图5是本发明实施例提供的微锥型结构的一种示意图；
图6是本发明实施例提供的电子设备的一种示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
光纤因其重量轻、功耗低、抗电磁干扰、耐腐蚀和耐高温等优点而被广泛应用。在不同类型的光纤中，LPFG(Long Period Fiber Gating，长周期光纤光栅)已经广泛应用于光通信和传感系统领域，LPFG由周期约从100米到1毫米的周期性折射率变化组成。由于低功率光纤光栅的衰减倾角对环境参数敏感，因此可用于测量和监测物理参数的变化。有鉴于此，本发明提供了一种基于微锥型长周期光栅的CO2气体浓度检测方法。
图1是本发明实施例提供的基于微锥型长周期光栅的CO2气体浓度检测方法的一种流程示意图，图2是本发明实施例提供的CO2气体浓度检测传感器的一种结构示意图。请参见图1-2，本发明实施例提供一种基于微锥型长周期光栅的CO2气体浓度检测方法，应用于CO2气体浓度检测传感器10，CO2气体浓度检测传感器10包括：光纤101、CO2激光加热器102、第一光纤夹具103、第二光纤夹具104、与第一光纤夹具103固定连接的第一电机105、以及与第二光纤夹具104固定连接的第二电机106，第一光纤夹具103和第二光纤夹具104用于固定光纤101；
CO2气体浓度检测方法包括：
S1、利用CO2激光加热器102的输出光束加热光纤101的预设区域；
S2、待光纤101的预设区域软化后，第一电机105沿光纤101的延伸方向移动第一距离、第二电机106沿光纤101的延伸方向移动第二距离，将预设区域拉伸形成多个微锥型结构，获得长周期光栅；
S3、将预先制作的CO2气敏材料涂覆于长周期光栅对应的光纤101表面后，根据长周期光栅的光谱变化确定CO2气体浓度。
如图1-2所示，本发明实施例提供的CO2气体浓度检测方法应用于CO2气体浓度检测传感器10，具体地，该CO2气体浓度检测传感器10可以包括：光纤101、CO2激光加热器102、第一光纤夹具103、第二光纤夹具104、第一电机105以及第二电机106，其中，第一光纤夹具103和第二光纤夹具104用于夹持光纤101，第一电机105、第二电机106分别与第一光纤夹具103和第二光纤夹具104固定连接，用于带动第一光纤夹具103和第二光纤夹具104的移动，CO2激光加热器102用于对光纤101的预设区域进行加热，可选地，CO2激光加热器102的加热时长可由电脑107控制。
进一步地，在利用上述传感器10检测CO2气体浓度的过程中，首先利用CO2激光加热器102的输出光束加热光纤101的预设区域，使预设区域受热软化，然后使第一电机105和第二电机106分别沿光纤101的延伸方向移动，由于第一电机105与第一光纤夹具103固定连接、第二电机106与第二光纤夹具104固定连接，因此第一电机105和第二电机106移动时可通过两个光纤101夹具将光纤101的预设区域拉伸为多个微锥型结构，并制作得到长周期光栅，进而将预先制作的CO2气敏材料涂覆于长周期光栅对应的光纤101表面，以根据长周期光栅的光谱变化确定CO2气体浓度。可以理解的是，现有技术中通常使用光敏光纤或载氢光纤制作长周期光栅，存在插入损耗大、工作不稳定等问题，本发明实施例通过拉锥制作具有多个微锥型结构的长周期光栅，其栅区光纤直径经过拉伸变得更小，因而对于外界环境参量的变化更为敏感，用于CO2气体浓度的检测时具有更高的灵敏度。
此外，通过周期性拉锥制备而成的长周期光栅还具有偏振不敏感、制作简单且重复性高等优点，用于CO2气体浓度的检测时不存在性能退化的问题。
图3是本发明实施例提供的长周期光纤光栅的一种示意图。可选地，上述基于微锥型长周期光栅的CO2气体浓度检测方法中，光纤101为单模光纤101。需要说明的是，现有技术中制备传统的长周期光栅时需要对单模光纤进行载氢或者敏化处理，这样不但提高了光栅的制作成本，同时制备的光栅存在性能退化的问题；现有技术中还存在一种直接使用激光在单模光纤上刻写的方法，但该方法对设备精度要求高，而且制备获得的光栅存在偏振相关性，对于传感来说可能存在性能不一致的问题。可见，本实施例利用单模光纤制备微锥型长周期光栅时无需对光纤进行载氢或敏化处理，不仅性能稳定、制作方便、使用寿命长、光谱特性不退化且耐高温，也大大节约了制作成本。
如图3所示，利用CO2激光加热器102的输出光束加热光纤101的预设区域的步骤之前，还包括：去除单模光纤101中预设区域的涂覆层，涂覆层包括树脂材料。
应当理解，由于光纤101的外表面本身具有涂覆层，涂覆层中含有树脂材料，因此，为了避免CO2激光加热器102加热时因温度过高而导致光纤101燃烧，可以先去除单模光纤101中预设区域处的涂覆层，保证了检测过程的安全性和可靠性。
可选地，请继续参见图2，CO2激光加热器102的输出光束包括第一光束和第二光束，第一光束与第二光束的直径为0.25-0.35mm。可以理解的是，若CO2激光加热器102输出光束的直径过大，那么软化的预设区域过长，而制备的光栅周期一般大于光束直径，因此制备的光栅周期大小受到限制，另外，若第一光束与第二光束的直径过大，则光束的功率密度下降、需要的光束功率更高，增加了成本。反之，由于照射到光纤上的光束能量为高斯分布，当输出光束的直径过小时，一方面需要聚焦光束的设备精度更高，大大增加制备成本，另一方面光束中心区域的能量密度过高，会损坏光束中心区域对应的光纤材料，进而导致制备的光栅损耗过大、性能变差。因此，本实施例设置第一光束与第二光束的直径为0.25-0.35mm，不仅能够提高微锥型长周期光栅的质量，也有利于保证CO2气体浓度的检测精度。
上述步骤S1中，利用CO2激光加热器102的输出光束加热光纤101的预设区域的步骤，包括：
在垂直于光纤101延伸的方向上，第一光束与第二光束分别从两侧对光纤101的预设区域加热800ms。
本实施例中，CO2激光加热器102的输出光束包括第一光束和第二光束，在垂直于光纤101延伸的方向上，第一光束和第二光束分别从两侧对光纤101的预设区域进行加热；示例性地，在图2所示视角下，光纤101沿水平方向延伸，那么在竖直方向上，第一光束及第二光束分别从光纤101的上下两侧对预设区域进行加热。可选地，CO2激光加热器102的加热时间为800ms。应当理解，本实施例采用激光采样反馈技术，加热过程中能够有效避免利用电极或电阻丝加热时的不稳定性。
本实施例中，CO2气敏材料采用如下步骤制作得到：
将四乙氧基硅烷和正辛基三乙氧基硅烷按预设比例混合；
在混合后的四乙氧基硅烷和正辛基三乙氧基硅烷中加入无水乙醇及盐酸，加盖后在25℃下磁力搅拌1小时，制成溶胶-凝胶CO2气敏材料。
具体地，制备CO2气敏材料时，将4毫升的四乙氧基硅烷和0.2毫升的正辛基三乙氧基硅烷混合，然后加入无水乙醇1毫升及盐酸0.4毫升；进一步地，将上述混合后的溶液加盖并在25℃下磁力搅拌1小时，制成溶胶-凝胶CO2气敏材料后，即可将CO2气敏材料均匀涂敷在光栅对应位置处的光纤101表面。
当然，在本申请的一些其他实施例中，也可以采用其他形式的CO2气敏材料，本申请对此不做限定。
图4是本发明实施例提供的CO2气体浓度检测传感器10的另一种结构示意图。如图4所示，CO2气体浓度检测传感器10还包括：光源108和光谱仪109，光纤101的两端分别与光源108及光谱仪109连接；
根据长周期光栅的光谱变化确定CO2气体浓度的步骤，包括：
光源108产生光信号，以使光信号经光纤101后被光谱仪109接收；
光谱仪109根据光信号确定长周期光栅的光谱变化，进而确定CO2气体浓度。
本实施例中，CO2气体浓度检测传感器10还可以包括光源108和光谱仪109，光纤101的两端分别与光源108和光谱仪109连接，光源108产生的光信号经光纤101被光谱仪109接收后，可实现对CO2气体浓度的检测。请继续参见图3，可以理解的是，CO2气体被涂覆的CO2气敏材料吸收后，一方面CO2气敏材料会发生微小形变、并对长周期光栅产生应力变化，另一方面光栅外部包裹的材料折射率发生变化，在两种因素的共同作用下光栅的光谱也随之发生变化，显然，光栅工作波段光谱波长变化越大、则表示CO2的浓度也越高；特别是，本实施例采用具有微锥型结构的长周期光栅，其对于应力的敏感程度高于普通光栅，因此对于CO2气体具有更高的检测精度。
如图4所示，在上述步骤S2中，待光纤101的预设区域软化后，第一电机105沿光纤101的延伸方向移动第一距离、第二电机106沿光纤101的延伸方向移动第二距离，将预设区域拉伸形成多个微锥型结构，获得长周期光栅的步骤，包括：
待光纤101的预设区域软化后，第一电机105带动第一光纤夹具103以预设速度向靠近光源108的一侧移动第一距离、第二电机106带动第二光纤夹具104以预设速度向靠近光源108的一侧移动第二距离，拉伸形成一个微锥型结构；其中，第一距离大于第二距离；
每个微锥型结构制作完成后，检测制作完成的微锥型结构是否达到预设数量；若是，则长周期光栅制作完成；
否则，返回执行所述第一电机105沿所述光纤101的延伸方向继续移动第一距离、所述第二电机106沿所述光纤101的延伸方向继续移动第二距离的步骤，并拉伸形成下一微锥型结构。
具体而言，请继续参见图4，光源108位于第一电机105远离第二电机106的一侧，在光纤101的预设区域加热软化之后，第一电机105和第二电机106以预设速度朝向靠近光源108的一侧移动，且第一电机105移动的第一距离大于第二电机106移动的第二距离，从而通过第一光纤夹具103和第二光纤夹具104的拉伸在预设区域形成一个如图5所示的微锥型结构，其中，拉锥之前光纤直径为125μm，拉伸之后微锥型结构的锥腰可为115μm。
可选地，第一电机105与第二电机106可以以相同速度移动不同时间，即在图4所示视角下，第一电机105向左移动的时间略大于第二电机106向左移动的时间。进一步地，每形成一个微锥型结构之后，检测制作完成的微锥型结构是否达到预设数量；若是，则长周期光栅制作完成；否则，第一电机105继续向靠近光源108的一侧移动第一距离、第二电机106继续向靠近光源108的一侧移动第二距离，以拉伸形成下一微锥型结构。显然，采用此种方式即可制备任意周期和数目的长周期光纤101光栅。
本实施例中，上述第一距离为一个光栅周期的距离，光栅周期为400μm，第一距离与第二距离相差15μm，这样光纤101在受到轴向拉伸时发生的形变量较小，可确保所制备的长周期光纤101光栅具有较低的插入损耗。
通过上述各实施例可知，本发明的有益效果在于：
本发明提供一种基于微锥型长周期光栅的CO2气体浓度检测方法，应用于CO2气体浓度检测传感器，CO2气体浓度检测传感器包括：光纤、CO2激光加热器、第一光纤夹具、第二光纤夹具、第一电机以及第二电机，上述方法中光纤的预设区域在加热软化后被拉伸形成多个微锥型结构，得到长周期光栅，当涂覆于上述长周期光栅的CO2气敏材料吸收CO2气体后，长周期光栅外部包裹的材料折射率发生变化，同时CO2气敏材料也发生微小形变而对光栅产生应力变化，最终导致微锥型长周期光栅的光谱发生显著变化，由于拉锥形成的栅区直径相比于普通光纤光栅的直径更小，因而该长周期光栅对于应力、弯曲、扭转等外界环境参量的变化灵敏度远高于普通光纤光栅，因此上述CO2气体浓度检测方法有效提高了CO2气体浓度的检测精度。
本发明实施例还提供了一种电子设备，如图6所示，包括处理器601、通信接口602、存储器603和通信总线604，其中，处理器601，通信接口602，存储器603通过通信总线604完成相互间的通信，
存储器603，用于存放计算机程序；
处理器601，用于执行存储器603上所存放的程序时，实现如下步骤：
利用所述CO2激光加热器的输出光束加热所述光纤的预设区域；
待所述光纤的预设区域软化后，所述第一电机沿所述光纤的延伸方向移动第一距离、所述第二电机沿所述光纤的延伸方向移动第二距离，将所述预设区域拉伸形成多个微锥型结构，获得长周期光栅；
将预先制作的CO2气敏材料涂覆于所述长周期光栅对应的光纤表面后，根据所述长周期光栅的光谱变化确定CO2气体浓度。
上述电子设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。
存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
本发明实施例提供的方法可以应用于电子设备。具体的，该电子设备可以为：台式计算机、便携式计算机、智能移动终端、服务器等。在此不作限定，任何可以实现本发明的电子设备，均属于本发明的保护范围。
对于电子设备/存储介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
需要说明的是，本发明实施例的装置、电子设备及存储介质分别是应用上述基于微锥型长周期光栅的CO2气体浓度检测方法的电子设备及存储介质，则上述基于微锥型长周期光栅的CO2气体浓度检测方法的所有实施例均适用于该装置、电子设备及存储介质，且均能达到相同或相似的有益效果。
应用本发明实施例所提供的终端设备，可以展示专有名词和/或固定词组供用户选择，进而减少用户输入时间，提高用户体验。
在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
尽管在此结合各实施例对本申请进行了描述，然而，在实施所要求保护的本申请过程中，本领域技术人员通过查看所述附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现所述公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于微锥型长周期光栅的CO2气体浓度检测方法，其特征在于，应用于CO2气体浓度检测传感器，所述CO2气体浓度检测传感器包括：光纤、CO2激光加热器、第一光纤夹具、第二光纤夹具、与所述第一光纤夹具固定连接的第一电机、以及与所述第二光纤夹具固定连接的第二电机，第一光纤夹具和第二光纤夹具用于固定所述光纤；
所述CO2气体浓度检测方法包括：
利用所述CO2激光加热器的输出光束加热所述光纤的预设区域；
待所述光纤的预设区域软化后，所述第一电机沿所述光纤的延伸方向移动第一距离、所述第二电机沿所述光纤的延伸方向移动第二距离，将所述预设区域拉伸形成多个微锥型结构，获得长周期光栅；
将预先制作的CO2气敏材料涂覆于所述长周期光栅对应的光纤表面后，根据所述长周期光栅的光谱变化确定CO2气体浓度。
2.根据权利要求1所述的基于微锥型长周期光栅的CO2气体浓度检测方法，其特征在于，所述光纤为单模光纤；
所述利用所述CO2激光加热器的输出光束加热所述光纤的预设区域的步骤之前，还包括：
去除所述单模光纤中预设区域的涂覆层，所述涂覆层包括树脂材料。
3.根据权利要求1所述的基于微锥型长周期光栅的CO2气体浓度检测方法，其特征在于，所述CO2激光加热器的输出光束包括第一光束和第二光束，所述第一光束与所述第二光束的直径为0.25-0.35mm。
4.根据权利要求3所述的基于微锥型长周期光栅的CO2气体浓度检测方法，其特征在于，所述利用所述CO2激光加热器的输出光束加热所述光纤的预设区域的步骤，包括：
在垂直于所述光纤延伸的方向上，所述第一光束与所述第二光束分别从两侧对所述光纤的预设区域加热800ms。
5.根据权利要求1所述的基于微锥型长周期光栅的CO2气体浓度检测方法，其特征在于，所述CO2气体浓度检测传感器还包括：光源和光谱仪，所述光纤的两端分别与所述光源及所述光谱仪连接；
所述根据所述长周期光栅的光谱变化确定CO2气体浓度的步骤，包括：
所述光源产生光信号，以使所述光信号经所述光纤后被所述光谱仪接收；
所述光谱仪根据所述光信号确定所述长周期光栅的光谱变化，进而确定CO2气体浓度。
6.根据权利要求5所述的基于微锥型长周期光栅的CO2气体浓度检测方法，其特征在于，所述待所述光纤的预设区域软化后，所述第一电机沿所述光纤的延伸方向移动第一距离、所述第二电机沿所述光纤的延伸方向移动第二距离，将所述预设区域拉伸形成多个微锥型结构，获得长周期光栅的步骤，包括：
待所述光纤的预设区域软化后，所述第一电机带动所述第一光纤夹具以预设速度向靠近所述光源的一侧移动第一距离、所述第二电机带动所述第二光纤夹具以预设速度向靠近所述光源的一侧移动第二距离，拉伸形成一个微锥型结构；其中，所述第一距离大于所述第二距离；
每个微锥型结构制作完成后，检测制作完成的微锥型结构是否达到预设数量；若是，则长周期光栅制作完成；
否则，返回执行所述第一电机沿所述光纤的延伸方向继续移动第一距离、所述第二电机沿所述光纤的延伸方向继续移动第二距离的步骤，并拉伸形成下一微锥型结构。
7.根据权利要求6所述的基于微锥型长周期光栅的CO2气体浓度检测方法，其特征在于，所述微锥型结构的锥腰为115μm。
8.根据权利要求7所述的基于微锥型长周期光栅的CO2气体浓度检测方法，其特征在于，所述第一距离为一个所述光栅周期的距离，所述光栅周期为400μm。
9.根据权利要求8所述的基于微锥型长周期光栅的CO2气体浓度检测方法，其特征在于，所述第一距离与所述第二距离相差15μm。
10.根据权利要求1所述的基于微锥型长周期光栅的CO2气体浓度检测方法，其特征在于，CO2气敏材料采用如下步骤制作得到：
将四乙氧基硅烷和正辛基三乙氧基硅烷按预设比例混合；
在混合后的四乙氧基硅烷和正辛基三乙氧基硅烷中加入无水乙醇及盐酸，加盖后在25℃下磁力搅拌1小时，制成溶胶-凝胶CO2气敏材料。
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