[发明专利]一种氢气传感器及钯膜氢敏感系统

权利要求书

1.一种氢气传感器，其特征在于，包括导入光纤、反射光纤和空心管，所述空心管表面具有钯或钯合金膜，所述导入光纤和反射光纤分别与所述空心管管腔的两端连接，相对的两个光纤端面相互平行并与所述管腔一起构成干涉腔体，所述空心管为光子晶体光纤或毛细管。

2.根据权利要求1所述的氢气传感器，其特征在于，所述空心管为空芯光子晶体光纤，其表面镀有钯或钯合金膜，所述导入光纤和反射光纤均为单模光纤，并分别与所述空芯光子晶体光纤的两端熔接在一起。

3.根据权利要求1所述的氢气传感器，其特征在于，所述空心管为毛细管，所述导入光纤和反射光纤从两端一同置入所述毛细管内，且导入光纤和反射光纤的外径均与毛细管的内径相匹配。

4.根据权利要求3所述的氢气传感器，其特征在于，所述毛细管为石英毛细管，所述石英毛细管的表面上镀有钯或钯合金膜；

或所述毛细管为钯金属毛细管；

或所述毛细管为钯合金毛细管。

5.根据权利要求3或4所述的氢气传感器，其特征在于，还包括用于调整毛细管和导入光纤、反射光纤的相对位置的螺旋微进装置和压电陶瓷。

6.根据权利要求3或4所述的氢气传感器，其特征在于，连接导入光纤和反射光纤的毛细管套在不锈钢保护套管内，所述不锈钢保护套管上与毛细管上有钯或钯合金膜的位置对应处开槽。

7.根据权利要求6所述的氢气传感器，其特征在于，所述不锈钢保护套管上套有光纤热缩管。

8.根据权利要求1～4任一项所述的氢气传感器，其特征在于，所述反射光纤上不与导入光纤相对的光纤端面经过毛化处理。

9.一种氢气传感器，其特征在于，包括导入光纤、反射光纤、毛细管和V形钯槽，所述毛细管固定在所述V形钯槽内，所述导入光纤和反射光纤从两端一同置入所述毛细管内，且导入光纤和反射光纤的外径均与毛细管的内径相匹配，相对的两个光纤端面相互平行并与毛细管管腔一起构成干涉腔体。

10.根据权利要求9所述的氢气传感器，其特征在于，所述V形钯槽的长度大于所述毛细管的长度，所述毛细管以一端与V形钯槽一端对齐或向外凸出方式固定在所述V形钯槽内，在V形钯槽的另一端间隔固定另一毛细管，反射光纤穿过另一毛细管，另一毛细管向外的一端与所述V形钯槽的另一端对齐或向外凸出。

11.一种使用权利要求1或9所述氢气传感器的钯膜氢敏感系统，其特征在于，包括：

光源，用于发出宽谱光；

氢气传感器，置于氢气浓度测量环境中，导入光纤接收宽谱光后经导入光纤和反射光纤相对的光纤端面分别反射后产生干涉光；

光纤耦合器，通过传输光纤接收光源发出的宽谱光，将其传输到氢气传感器，接收氢气传感器产生的干涉光将其传输到光谱仪；

光谱仪，用于接收光纤耦合传输过来的干涉光，采集接收干涉光谱信号并对其数字化；

处理单元，与光谱仪连接，用于根据光谱仪数字化后的干涉光谱信号计算干涉腔体腔长的变化，由所述腔长的变化确定氢气的浓度。

12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述光纤耦合器为2×2光纤耦合器。