CN217059912U - 基于双层石墨烯掺杂TiO2的气体传感器 - Google Patents
基于双层石墨烯掺杂TiO2的气体传感器 Download PDFInfo
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Abstract
本发明专利提供了基于双层石墨烯掺杂TiO2的气体传感器，它包括ASE宽带光源(1)、气体传感室(2)、光谱分析仪(3)、解调模块(4)、PC机(5)。本发明专利采用了双层石墨烯掺杂TiO2涂覆在19芯光纤表面，气体传感室通入待检测的气体，当待检测的气体中含有SO2气体时，由于SO2气体会使19芯光纤的折射率发生变化，使反射光的光程发生变化从而使光谱曲线发生移动，实现对SO2气体检测。经过19芯光纤输出的光束进入光谱分析仪再进入解调模块，最后在PC机上处理，达到了数字化的目的，同时可以实时检测到结果。本发明可以实时检测有无SO2气体且可在PC机上输出，实现了数字化检测，方便快捷准确。
Description
技术领域
本发明属于气体传感器的技术领域，具体涉及基于双层石墨烯掺杂TiO2的气体传感器。
背景技术
现如今，随着社会的发展，环境问题越来越得到重视，通常需要检测工厂或者尾气排出的气体中是否含有有害气体，从而进行净化，避免对环境造成污染，当下社会对智能化要求却来越高，因此能实时且智能化的检测气体是否达到排放标准的需求越来越大，设计一种基于双层石墨烯掺杂TiO2的气体传感器，可监测排出气体是否含有SO2的气体传感器同时具有以下优点：灵敏度高、应用范围广、可远程检测、制作难度小、操作难度低。
基于双层石墨烯掺杂TiO2的气体传感器，气体传感器使用了双层石墨烯掺杂TiO2涂层，其中19芯光纤经过了拉锥，表面均匀涂覆了双层石墨烯掺杂TiO2，由于双层石墨烯掺杂TiO2对SO2气体敏感，当双层石墨烯掺杂TiO2涂层遇到SO2气体，使19芯光纤的折射率发生变化，从而反射光的光程发生变化，得到的光谱曲线发生移动，实现对SO2气体的检测。
发明内容
目前研究者采用气体传感器已经实现了对多种类气体的检测，但是多数情况下是对多种混合的气体进行检测，对混合气体中的某种有害气体的检测还是较少；结合目前已有的技术，以及现有气体传感器的优缺点，本发明是一种灵敏度高、制作简单、制作成本低廉、可使用范围广的基于双层石墨烯掺杂TiO2的气体传感器。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案如下：
技术方案：基于双层石墨烯掺杂TiO2的气体传感器，其特征在于：它包括ASE宽带光源(1)、气体传感室(2)、光谱分析仪(3)、解调模块(4)、PC机(5)；
所述气体传感室(2)包括气体传感器(2-1)、进气口(2-2)、出气口(2-3)，其中：
气体传感器(2-1)包括19芯光纤(2-1-1)、双层石墨烯掺杂TiO2涂层(2-1-2)；
进一步地，所述的基于双层石墨烯掺杂TiO2的气体传感器，其特征还在于：
ASE宽带光源(1)发出光束，经过气体传感室(2)进入气体传感器(2-1)，同时进气口(2-2)通入待检测的气体，再由出气口(2-3)排出已检测的气体，光束经过19芯光纤(2-1-1)后输出给光谱分析仪(3)进入解调模块(4)，最后在PC机(5)上检测到有无SO2气体；
进一步地，所述的ASE宽带光源(1)发出的光束光谱为800nm-1500nm，中心波长为1000nm。
所述的基于双层石墨烯掺杂TiO2的气体传感器，其特征在于：
所述的气体传感室(2)检测气体时，由进气口(2-2)通入待检测的气体，当气体传感器(2-1)检测到通入待检测的气体内含有SO2气体时，涂在19芯光纤(2-1-1)表面的双层石墨烯掺杂TiO2涂层(2-1-2)会使19芯光纤(2-1-1)的折射率发生变化，从而反射光的光程发生变化；
所述的基于双层石墨烯掺杂TiO2的气体传感器，其特征在于：
所述的19芯光纤(2-1-1)的一段进行均匀的拉锥，在拉锥的部分均匀地涂上一圈双层石墨烯掺杂TiO2涂层(2-1-2)；
所述的气体传感室(2)可以通入各种气体，用于检测汽车尾气、工厂排放污气等，同时PC机(5)可以实时检测是否气体中含有SO2气体，方便快捷。
结构发明：基于双层石墨烯掺杂TiO2的气体传感器。
与现有结构相比，本发明专利的有益效果是：
本发明实现了对SO2气体的检测，结构制作简单方便，可以满足多种环境下的检测，并且实现对多种气体的检测，如汽车尾气、工厂排放污气等，可以方便快捷的检测出来。
本发明中使用双层石墨烯掺杂TiO2作为19芯光纤的涂层，测量精准，精确度高。
本发明可实现解调并可将结果输出至PC机，实现实时监测和测量。
附图说明
图1为基于双层石墨烯掺杂TiO2的气体传感器的系统图。
图2为基于双层石墨烯掺杂TiO2的气体传感器的传感器结构图。
图3为基于双层石墨烯掺杂TiO2的气体传感器的气体传感室图。
具体实施方式
以下实施例将结合附图对本发明提出的基于双层石墨烯掺杂TiO2的气体传感器的具体实现方式加以说明。
如图1所示，为本发明提供基于双层石墨烯掺杂TiO2的气体传感器的系统图，ASE宽带光源(1)发出光束，进入气体传感室(2)的气体传感器(2-1)，同时进气口(2-2)通入待检测的气体再由出气口(2-3)输出检测完毕的气体，当待测气体中含有SO2气体，在19芯光纤(2-1-1)表面的双层石墨烯掺杂TiO2涂层(2-1-2)会使19芯光纤(2-1-1)的折射率发生变化，从而使输出到光谱分析仪(3)的光束发生变化，输出光束再经过解调模块(4)解调，最后由PC机(5)检测出来，待检测的气体中有无SO2的情况会数字化的体现在PC机(5)上。
如图2所示，为本发明提供基于双层石墨烯掺杂TiO2的气体传感器的传感器结构图，19芯光纤(2-1-1)经过拉锥后，拉锥部分的表面均匀涂有双层石墨烯掺杂TiO2涂层(2-1-2)，双层石墨烯掺杂TiO2涂层(2-1-2)处于SO2气体中会使19芯光纤(2-1-1)的折射率发生变化，从而反射光的光程发生变化，得到的光谱曲线的谐振峰移动，根据光谱曲线的变化实现对气体的检测。
如图3所示，为本发明提供基于双层石墨烯掺杂TiO2的气体传感器的气体传感室图，气体传感室(2)内放有气体传感器(2-1)，气体传感室(2)顶部左侧有进气口(2-2)、右侧有出气口(2-3)，由进气口(2-2)通入待检测的气体，气体传感器(2-1)检测过待检测的气体后，再由出气口(2-3)排出已检测的气体。
Claims (4)
1.基于双层石墨烯掺杂TiO2的气体传感器，其特征在于：它包括ASE宽带光源(1)、气体传感室(2)、光谱分析仪(3)、解调模块(4)、PC机(5)；
所述气体传感室(2)包括气体传感器(2-1)、进气口(2-2)、出气口(2-3)，其中：
气体传感器(2-1)包括19芯光纤(2-1-1)、双层石墨烯掺杂TiO2涂层(2-1-2)；
所述的基于双层石墨烯掺杂TiO2的气体传感器，其特征还在于：
ASE宽带光源(1)发出光束，经过气体传感室(2)进入气体传感器(2-1)，同时进气口(2-2)通入待检测的气体，再由出气口(2-3)排出已检测的气体，光束经过19芯光纤(2-1-1)后输出给光谱分析仪(3)进入解调模块(4)，最后在PC机(5)上检测到有无SO2气体。
2.根据权利要求1所述的基于双层石墨烯掺杂TiO2的气体传感器，其特征在于：
所述的ASE宽带光源(1)发出的光束光谱为800nm-1500nm，中心波长为1000nm。
3.根据权利要求1所述的基于双层石墨烯掺杂TiO2的气体传感器，其特征在于：
所述的气体传感室(2)检测气体时，由进气口(2-2)通入待检测的气体，当气体传感器(2-1)检测到通入待检测的气体内含有SO2气体时，涂在19芯光纤(2-1-1)表面的双层石墨烯掺杂TiO2涂层(2-1-2)会使19芯光纤(2-1-1)的折射率发生变化，从而反射光的光程发生变化。
4.根据权利要求1所述的基于双层石墨烯掺杂TiO2的气体传感器，其特征在于：
所述的19芯光纤(2-1-1)的一段进行均匀的拉锥，在拉锥的部分均匀地涂上一圈双层石墨烯掺杂TiO2涂层(2-1-2)。
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Publications (1)
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| CN217059912U true CN217059912U (zh) | 2022-07-26 |
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ID=82476750
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| CN202123132219.1U Active CN217059912U (zh) | 2021-12-14 | 2021-12-14 | 基于双层石墨烯掺杂TiO2的气体传感器 |
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|---|---|
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2021
- 2021-12-14 CN CN202123132219.1U patent/CN217059912U/zh active Active
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