在當(dāng)今時代,煤、石油、天然氣等化石燃料的儲量日益枯竭,找到一種能夠替代化石燃料同時對環(huán)境污染較小的能源十分關(guān)鍵。氫氣本身所具有的燃燒產(chǎn)物無污染,能量轉(zhuǎn)換率高的優(yōu)點,在汽車、材料存儲、航空航天等領(lǐng)域得到了廣泛的研究和應(yīng)用。但是,氫氣分子是現(xiàn)階段知道的最小分子,在生產(chǎn)、運輸、存儲和使用的過程中極易發(fā)生泄漏,而當(dāng)空氣中的氫氣含量超過4%的時候,遇明火就會有爆炸的危險。為了氫氣安全的生產(chǎn)、使用以及人身、設(shè)備的安全,實時監(jiān)測環(huán)境中的氫氣濃度十分必要。傳統(tǒng)的氫氣傳感器大多基于電特性,而這種傳感器在使用的過程中有可能產(chǎn)生電火花,存在較大的安全隱患。而光纖氫氣傳感器則充分發(fā)揮了光纖的本質(zhì)安全、抗電磁干擾、重量輕、體積小等優(yōu)點�，F(xiàn)階段影響光纖氫氣傳感器推廣使用的因素是這種傳感器在長期穩(wěn)定性和可靠性方面存在著一定的缺陷。本文將光纖光柵與Pd/Ni氫氣敏感材料相結(jié)合,利用Pd吸氫膨脹的特性,結(jié)合監(jiān)測光纖光柵中心波長漂移的原理,制備出一種具有溫度自補償?shù)墓饫w光柵氫氣傳感器。對于這種類型的氫氣傳感器,全文主要展示了以下幾點研究內(nèi)容和結(jié)果:（1）利用磁控濺射鍍膜的方法,在腐蝕過后的光柵側(cè)面鍍上不同厚度的氫氣敏感材... 

【文章來源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

微透鏡型光纖氫氣傳感器

吸放氫氣之后容易出現(xiàn)薄膜破裂的現(xiàn)象，從而使得傳感器的重復(fù)構(gòu)是將薄膜鍍在光纖的端面，因此每根光纖只能制備一個探頭，不能夠滿足分布式測量的需求。此外，這種氫氣傳感器的靈無法兼顧，從而不能實時測量環(huán)境中的氫氣濃度。 干涉型光纖氫氣傳感器涉型光纖氫氣傳感器巧妙的將外界因素與光相位變化結(jié)合形成器。其基本原理是：待測物理量能夠?qū)⒆陨淼淖饔棉D(zhuǎn)化為光纖改變，通過強度和相位之間的相互轉(zhuǎn)換，間接測量待測物理量種傳感器采用波長為傳感參數(shù)，具有極高的靈敏度，相位檢測d.

傳感探頭的結(jié)構(gòu)小，對于微型化的發(fā)展有一定借鑒意義；M傳感器則兼具Mach-Zehnder和Fabry-Perot這兩種光纖干涉式，是干涉型光纖氫氣傳感器研究的重點關(guān)注對象。數(shù)十年的研究與發(fā)展，干涉型光纖氫氣傳感器的制備工藝和成熟。相較于其他類型氫氣傳感器，該型傳感器具有良好的定性，超快的響應(yīng)速度，微小的積累誤差，受光源穩(wěn)定性限其缺點也較為明顯，具體表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易受外界環(huán)境參量的影響，測量精度較低，嚴重制約了這種傳感器的實用化逝場型光纖氫氣傳感器1-3 展示了將氫氣敏感材料（如 Pd）沉積在腐蝕過后的光纖的逝場型光纖氫氣傳感器。當(dāng)傳感探頭置于氫氣環(huán)境中時，光材料會和氫氣發(fā)生反應(yīng)從而引起該處的消逝場發(fā)生改變，導(dǎo)，通過檢測光路反射回去的光信號強度的變化就能夠?qū)崟r反濃度的變化。

【參考文獻】：
期刊論文
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[2]光纖通信技術(shù)的特點及其應(yīng)用[J]. 賀喜.  信息與電腦(理論版). 2017(16)
[3]國外典型核武器內(nèi)部氫氣氣氛分析[J]. 朱敏,周洪慶,黃桂.  海軍航空工程學(xué)院學(xué)報. 2017(03)
[4]世界氫能發(fā)展現(xiàn)狀與技術(shù)調(diào)研[J]. 王寒.  當(dāng)代化工. 2016(06)
[5]液氫泄漏擴散規(guī)律研究現(xiàn)狀[J]. 李淵,陳景鵬,崔村燕,李曉勇,李明澤.  裝備學(xué)院學(xué)報. 2014(04)
[6]中國煉油業(yè)2013年回顧與趨勢展望[J]. 金云,朱和.  國際石油經(jīng)濟. 2014(05)
[7]PID控制原理簡析[J]. 王耀輝,強天偉.  潔凈與空調(diào)技術(shù). 2013(03)
[8]現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用探討[J]. 李彬,趙靜娟.  通信技術(shù). 2013(07)
[9]磁控濺射鍍膜的原理與故障分析[J]. 郝曉亮.  電子工業(yè)專用設(shè)備. 2013(06)
[10]氫氣對油脂過氧化值的影響研究[J]. 劉品華,劉明研,尹吉花,楊芬,汪帆,何靖.  食品工業(yè)科技. 2011(06)

博士論文
[1]微型光纖干涉型氫氣傳感器關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 王閔.武漢理工大學(xué) 2013

碩士論文
[1]基于飛秒激光微加工的光纖氫氣傳感技術(shù)研究[D]. 成潔.武漢理工大學(xué) 2013
[2]基于氫敏薄膜結(jié)構(gòu)的消逝場型光纖氫氣傳感器的基礎(chǔ)研究[D]. 金香翠.電子科技大學(xué) 2011
[3]微透鏡型光纖氫氣傳感器的實驗研究[D]. 孫艷.武漢理工大學(xué) 2010



本文編號：3386155