[发明专利]基于MgTiV-PdCu复合薄膜的光纤氢气联网报警装置

说明书

本发明公开了一种基于MgTiV‑PdCu复合薄膜的光纤氢气联网报警装置，该报警装置主要由可见光光源、光敏电阻、STM32ZET106微控制器、抗弯曲多模光纤和MgTiV‑PdCu复合薄膜构成。采用低成本的可见光光源、光敏电阻和STM32ZET106微控制器可以实现光信号的处理功能和氢气浓度的计算，从而大幅降低光纤氢气传感系统成本；利用抗弯曲光纤和MgTiV‑PdCu复合薄膜制备光纤氢气传感探头，可以大幅提高传感系统的稳定性和抗干扰能力。本发明提供的基于MgTiV‑PdCu复合薄膜的光纤氢气联网报警装置，在提高传感器抗干扰能力和大幅降低光纤氢气传感系统成本前提下，可以实现低浓度氢气的安全检测和预警，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种基于MgTiV-PdCu复合薄膜的光纤氢气联网报警装置，属于氢气传感器薄膜及氢气报警装置技术领域。

背景技术

近年来，随着科学技术的发展，人们越来越注重对环境的保护和资源的节约，传统的石油，煤碳能源，都属于不可再生能源，且会对环境造成一定的污染。而氢气因为其无污染，可再生，效率高等优点，被当作下一代重要的清洁能源和化工原料。然而，氢气分子小，容易泄露，且化学性质活泼，在空气中浓度达到4%~75%遇明火就会产生爆炸，造成巨大的损失。所以，一个低成本，便携式，能在一个浓度范围准确报警的小型氢气报警器在氢能源的生产和储存过程中对我们监测氢气浓度，预防爆炸事故的发生有重要的意义。

传统的电化学传感器的原理是将氢气浓度信号转换为电信号，再进行采集和处理，所以依然存在产生电火花从而引起爆炸的危险；另外电化学传感器的传感探头工作温度过高，且电化学传感器对氢气的选择性较差，可能会出现误判的情况，因此传统的电化学传感器难以在氢气的生产、运输和储存中起到安全可靠报警的作用。光纤氢气传感器将氢气浓度信号通过特定的氢气敏感材料转换成光信号，再对光信号进行处理，所以具有安全性好、抗电磁干扰、耐腐蚀及体积小等优点，是实现氢气泄露安全预警的理想方案。目前光纤氢气传感器主要分为微镜型、消逝场型、干涉型、布拉格光栅型氢气传感器等，这些传感系统成本较高和体积较大，在抗弯曲和振动方面还存在不足之处，严重阻碍这些传感器氢能源相关领域的应用。

发明内容

目的：为了解决光纤氢气传感系统成本高、体积大的缺点，提高光纤氢气传感系统抗弯曲和振动的干扰能力，进而在氢气的运输和储存设施中应用的问题，本发明提供一种基于MgTiV-PdCu复合薄膜的光纤氢气联网报警装置。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种MgTiV-PdCu复合薄膜，包括：敏感层、催化剂层，所述敏感层上方设置有催化剂层，所述敏感层采用MgTiV薄膜，其含量为Mg原子含量为50~90%，Ti原子含量为5~25%，V原子含量为5~25%，所述催化剂层采用PdCu薄膜，其含量为Pd原子含量为60~80%，Cu原子含量为20~40%。

一种基于MgTiV-PdCu复合薄膜的光纤氢气联网报警装置，包括：传感探头，可见光光源输出的光信号通过光纤分路器的两端中的一端输入，从光纤分路器的单端传输至传感探头，返回的光从光纤分路器两端中的另一端传输到光敏电阻转换为电压信号，电压信号发送给控制与显示模块，所述控制与显示模块用于将电压信号转换为氢气浓度，并显示氢气浓度；所述传感探头包括多模光纤，多模光纤端部涂有氢气敏感薄膜，所述氢气敏感薄膜采用权利要求1所述的MgTiV-PdCu复合薄膜。

作为优选方案，还包括带孔钢管，所述带孔钢管套接在多模光纤自由端，带孔钢管3-2的端部通过环氧树脂3-1密封。

作为优选方案，还包括蜂鸣器和LED灯，所述蜂鸣器和LED灯分别与控制与显示模块相连接，用于当氢气浓度超过阈值时，LED亮起，蜂鸣器响起实现声光报警。

作为优选方案，还包括网络模块，所述网络模块与控制与显示模块相连接，网络模块用于将氢气报警信息通过网络发送给上位机。