[发明专利]一种光纤氢敏传感器、制备方法及氢气泄漏检测装置

说明书

本发明公开一种光纤氢敏传感器、制备方法及氢气泄漏检测装置，光纤氢敏传感器包括光纤传感器及涂覆在光纤传感器的光纤传感区的氢气敏感膜，氢气敏感膜的原料配方包括氢敏材料和粘结剂，氢敏材料为二氧化钛氢敏材料、三氧化钨氢敏材料的一种或几种的组合；二氧化钛氢敏材料包括钛酸四丁酯和PdCl₂，钛酸四丁酯和PdCl₂的质量比为190‑200:1；三氧化钨氢敏材料包括WO₃和硝酸镧，其中镧和W的摩尔比范围为1:100‑1:40。本发明公开的光纤氢敏传感器，将氢敏薄膜和光纤微加工技术融合，并开发软件监测系统，全覆盖无盲区实时监测，解决局部区域检测盲区多、发现泄漏不及时、人工巡检工作量大等问题。

技术领域

本发明属于材料领域，具体涉及一种光纤氢敏传感器、制备方法及氢气泄漏检测装置。

背景技术

2020年中国首部《能源法》(征求意见稿)中，氢能被列为能源范畴，是中国第一次从法律上确认了氢能属于能源，目前以氢气为作为清洁能源的研究和应用如火如荼，氢燃料电池汽车也越来越多的进入各个领域，氢能源在使用过程中的核心问题之一就是：如何保证氢气使用、存储等方面的安全性，因此及时、快速发现氢气泄露成为重要的一环。

传统氢气泄漏检测的方式有常规氢气传感器、便携式探测式检漏仪、便携式声波检漏仪、肥皂水等，但是也都有一定的局限性，存在人工巡检存在时间盲区、工作量大、人为判断颜色标准不一致等问题，比如常规氢气传感器为布点式产品，通过监测到空气中的氢气而后发出泄漏信号，价格贵，只能布点式安装，监测盲区多，无法即时发现泄漏点；便携探测式检漏仪便携性高，价格便宜，但检测效率低，需要人工使用；便携式声波检漏仪容易被其他声音干扰，细微渗漏无法检测，需要人工使用，效率低；肥皂水可以检测到细微渗漏点，但使用不方便，在有电气设备的场景使用有安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种光纤氢敏传感器、制备方法及氢气泄漏检测装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供一种光纤氢敏传感器，其包括光纤传感器及涂覆在光纤传感器的光纤传感区的氢气敏感膜，所述氢气敏感膜的原料配方包括氢敏材料和粘结剂，所述粘结剂包括聚丙烯酸，所述氢敏材料为二氧化钛氢敏材料、三氧化钨氢敏材料的一种或几种的组合；

所述二氧化钛氢敏材料包括钛酸四丁酯和PdCl₂，所述钛酸四丁酯和PdCl₂的质量比为190-200:1；所述三氧化钨氢敏材料包括WO₃和硝酸镧，其中镧和W的摩尔比范围为1:100-1:40。

进一步地，所述粘结剂还包括硅橡胶，硅橡胶包括甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶的一种或几种，所述聚丙烯酸与硅橡胶的质量比为1.5-3：1。

进一步地，按重量百分含量计，所述氢气敏感膜的原料配方包括以下组分：

氢敏材料 10-20％；

粘结剂 80-90％。

进一步地，所述氢气敏感膜的原料配方还包括偶联剂，按重量百分含量计，所述氢气敏感膜的原料配方包括以下组分：

氢敏材料 10-20％；

粘结剂 76-86％；

偶联剂 2-4％。

进一步地，按重量百分含量计，所述氢气敏感膜的原料配方包括以下组分：

进一步地，所述二氧化钛氢敏材料通过以下方法制备得到，包括如下步骤：