一種微型光纖氫氣傳感系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及到一種微型光纖氫氣傳感系統(tǒng)，該光纖氫氣傳感系統(tǒng)包括有寬帶光源（1）、3dB光纖耦合器（2）、波長解調(diào)儀（3）、單模光纖（5）和傳感頭，寬帶光源（1）連接于3dB光纖耦合器（2）的一端，3dB光纖耦合器（2）的另兩個端口分別連接波長解調(diào)儀（3）和單模光纖（5），單模光纖（5）的另一端連接傳感頭，傳感頭包括有熔接在一起的單模光纖（5）和空芯光纖（4），空芯光纖（4）的一端與單模光纖（5）熔接，空芯光纖（4）的另一端開放，開放的空芯光纖（4）一端的端面上涂覆有一層鈀膜（6）。本發(fā)明的微型氫氣傳感系統(tǒng)具有制作簡單、使用方便和靈敏度高的特點。
【專利說明】一種微型光纖氫氣傳感系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光纖傳感技術(shù)，具體涉及一種基于光纖技術(shù)的微型光纖氫氣傳感系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]氫氣被認(rèn)為是一種無污染的能源，相對傳統(tǒng)燃料表現(xiàn)出許多優(yōu)越性，越來越受到人們的關(guān)注，并在航空、化工業(yè)、船舶等工業(yè)中也得到廣泛的應(yīng)用，但是在一般情況下，無論是固態(tài)的氫還是液態(tài)的都是易揮發(fā)、易燃、易爆的。在室溫和標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，當(dāng)空氣中泄露的氫氣濃度達(dá)到4%-74.2%時，空氣就變得易燃，從而導(dǎo)致爆炸危險，因此開發(fā)一種具有本質(zhì)安全可靠、靈敏度高、低成本的氫氣傳感系統(tǒng)尤為重要。
[0003]另外，氫氣還可能引起金屬材料的腐蝕，濃度過高時還易產(chǎn)生爆炸，危及整個產(chǎn)品和人員的安全。氫氣傳感系統(tǒng)主要有半導(dǎo)體型、熱電型、光學(xué)型、電化學(xué)型等多種類型，其各有優(yōu)缺點。在一些特殊的環(huán)境中，如氫氣濃度可能達(dá)到爆炸極限的環(huán)境中，光學(xué)氫氣傳感系統(tǒng)具有其他傳感器不可比擬的優(yōu)點:(1)安全性，光學(xué)氫氣傳感系統(tǒng)是用光信號進(jìn)行檢測，不需要加熱或電信號，避免了爆炸的可能性；(2)由于光學(xué)氫氣傳感系統(tǒng)通常靈敏度較高，故適用于一些低濃度高精度氣氛的在線檢測；(3)可以實現(xiàn)遠(yuǎn)距離監(jiān)測，更方便實用；(4)可在一根光纖上實現(xiàn)多路復(fù)用，減小系統(tǒng)成本；(5)體積小，柔韌性好，可以纏繞在武器特殊部位，或安裝在狹小空間內(nèi)。無論是為了預(yù)防氫的積累還是要利用氫的場合都需要對氫的含量進(jìn)行測量和監(jiān)控，為此，基于光纖技術(shù)的光纖氫傳感器能同時滿足安全、實時在線檢測、不干擾被測環(huán)境的要求，還具有體積小、重量輕、柔韌性好，光纖還能抗化學(xué)腐蝕和惡劣的環(huán)境溫度、無電磁干擾等，適合于遠(yuǎn)程大規(guī)模多點復(fù)用檢測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一`種微型的光纖氫氣傳感系統(tǒng)，要求該光纖氫氣傳感系統(tǒng)具有制作簡單、體積小和靈敏度高的特點。
[0005]本發(fā)明的氫氣傳感系統(tǒng)的設(shè)計原理:
光纖F-P腔是基于波動光學(xué)中雙光束干涉原理。光纖法珀傳感器是從光學(xué)法珀干涉儀發(fā)展來的，當(dāng)一束相干光射入F-P腔中，大部分光能在腔中來回反射多次，形成光學(xué)諧振。自由光譜范圍(FSR)定義為各種光纖干涉儀的相鄰?fù)渡浯翱诘牟ㄩL間隔，也是光纖F-P干涉儀的重要參數(shù)，對于傳統(tǒng)的光纖F-P干涉儀，設(shè)光源波長λ ,F-P腔長為L，光在F-P腔內(nèi)反射產(chǎn)生的相位差為:
AmL
φ=-
/I
光源波長變化引起的相位變化為:
A 4mtL A ^
Αφ=~^^AaΛ相位調(diào)節(jié)范圍為土 T,則波長變化范圍:
【權(quán)利要求】
1.一種微型光纖氫氣傳感系統(tǒng)，其特征在于，所述的光纖氫氣傳感系統(tǒng)包括有寬帶光源(l)、3dB光纖耦合器(2)、波長解調(diào)儀(3)、單模光纖(5)和傳感頭，所述的寬帶光源(I)連接于3dB光纖耦合器(2)的一端，3dB光纖耦合器(2)的另兩個端口分別連接波長解調(diào)儀(3)和單模光纖(5)，單模光纖(5)的另一端連接傳感頭，所述的傳感頭包括有熔接在一起的單模光纖(5)和空芯光纖(4)，所述空芯光纖(4)的一端與單模光纖(5)熔接，所述空芯光纖(4)的另一端開放,開放的空芯光纖(4) 一端的端面上涂覆有一層鈕膜(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微型光纖氫氣傳感系統(tǒng)，其特征在于，所述的空芯光纖(4)的長度為30μ m?150 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種微型光纖氫氣傳感系統(tǒng),其特征在于,所述的空芯光纖(4)的纖芯為直徑為75 μ m的空氣孔,空心光纖(4)的外直徑為125 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微型光纖氫氣傳感系統(tǒng)，其特征在于，金屬鈀涂覆于空芯光纖(4)上形成鈀膜(6)的方式為蒸鍍。
【文檔編號】G01N21/45GK103728276SQ201310734072
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】李濤, 張成先, 劉琴, 肖愷, 蔣定山, 黎載紅, 趙浩 申請人:平湖波匯通信科技有限公司, 上海波匯通信科技有限公司