[发明专利]一种多浓度区间光纤氢气传感器

权利要求书

1.一种多浓度区间光纤氢气传感器，由光源(1)，测试气室(2)，传感器(3)，氢气发生源(4)，氮气发生源(5)，流量计(6)，光谱仪(7)构成；其特征在于传感器(3)由镀有钯银合金纳米薄膜(8)的FBG结构(9)与由单模光纤构成的M-Z结构(10)级联而成，钯银合金纳米薄膜(8)上的钯与氢气进行反应生成金属氢化物，导致光纤表面折射率以及应力以及其他参数发生变化，将传感器(3)放置于测试气室(2)内，通过计算机控制氮气发生源(5)以及氢气发生源(4)产生不同浓度的氢气，通过流量计(6)实时观测测试气室(2)内的气体浓度变化，同时利用光谱仪(7)来查看传感器(3)的变化，通过对光谱的改变进行实时测量，即可检测当前的氢气浓度值，当氢气浓度大于4％时，随氢气浓度改变，钯银合金纳米薄膜(8)的折射率以及厚度发生改变，影响透射光的光强，观测单模光纤构成的M-Z结构(10)的特征波段1325nm处的透射光谱变化，检测当前的氢气浓度值，当氢气浓度小于4％时，随氢气浓度改变，钯银合金纳米薄膜(8)的表面拉应力发生改变，观测FBG结构(9)的特征峰1550nm的漂移，检测当前的氢气浓度值，传感器(3)上的FBG与M-Z级联部分在镀膜前需进行预处理，利用无水乙醇超声波清洗后使用医用脱脂棉擦拭干净，放到夹具中，用宽度分别为20mm与5mm体积比为4：1的钯、银基片采用直流磁控溅射进行氢敏膜沉积，在溅射电压800V和溅射电流0.54A下溅射约50秒；形成钯银合金纳米薄膜(8)。