基于化学方法镀膜的倾斜光纤光栅氢气传感器

发布时间：2020-08-24 20:24

【摘要】：本文提出了一种使用化学方法镀钯(Pd)膜的倾斜光纤光栅(TFBG)氢气传感器。金属钯因其优良的吸氢能力可被用作检测氢气的敏感元件。钯通过敏化与活化和化学镀膜两步在TFBG表面形成一层均匀的金属薄膜,其花菜形的膜表面结构拥有较大的表面积,可以快速吸收大量氢气。钯膜吸收氢气会导致TFBG的透射光谱中布拉格峰和包层模式的不同步变化,通过计算即可消除因钯膜吸氢膨胀所引起的交叉干扰。因此该装置可以在检测氢气泄露的同时监测管道中裂缝,且能够通过计算获得仅针对氢气浓度而变化的特异性检测参数。本文中所制造的传感器检测了在氢气爆炸极限内(4%)的数组数据,其可以在5分钟内快速响应最低1%的氢气浓度信号。该化学镀膜方式具有成本低,操作简单,适合在长纤维结构上涂覆等优点。该传感器被证实可以特异性检测氢气浓度并通过计算避免温度变化和光纤微形变造成的交叉干扰,因此可以成为工业中安全应用的良好候选者。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ116.2;TP212;TN253

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本文编号：2802807