[发明专利]MEMS光纤氢气传感器及形成方法

说明书

本发明提供了一种MEMS光纤氢气传感器及形成方法，包括：钯膜，用于吸收氢气；支撑薄膜，包括第一面和第二面以及侧面，钯膜位于支撑薄膜的第一面；形变梁，连接在支撑薄膜的侧面上，受力能产生形变；框架，第一端与形变梁连接；第一反射膜，位于支撑薄膜的第二面；支撑结构，框架的第二端设置在支撑结构的表面；第二反射膜，与第一反射膜相对并且对准第一反射膜，第一反射膜和第二反射膜之间形成FP腔体，并且之间的距离为FP腔体的腔长；检测光纤，用于向FP腔体发射激光，以及接收从FP腔体反射的激光，当接收到的激光的波长发生了变化，通过波长变化可以获得腔长的变化，从而获得钯膜吸收的氢气的量，从而获得环境中氢气的含量。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，尤其是涉及一种MEMS光纤氢气传感器及形成方法。

背景技术

由于氢气的易爆性，因此在工业生产、家庭安全、环境监测和医疗等领域对于氢气传感器的性能要求越来越高。目前，市面上主要的氢气传感器主要分为半导体型和电化学型。但在某些场合使用，这两种传感器均存在一系列不足：电化学氢气传感器易对设备产生腐蚀，气敏性不够理想，且需要经常更换电解液；半导体氧化物氢气传感器的工作温度通常在200℃～400℃，且因为对大多数可燃气体均有响应，因此选择性差，另外还有结构复杂、响应时间长、寿命短等缺点。

MEMS光纤氢气传感器可用于检测环境中氢气的浓度，MEMS光纤氢气传感器除了防爆以外，还具有结构简单、在存在电磁干扰和供电受限的情况下仍然能够正常工作等优点，因此MEMS光纤氢气传感器相比传统的各类氢气传感器具有更广泛的用途。目前常使用的MEMS光纤氢气传感器通常通过检测光强度的变化来检测环境的氢气浓度，但是光强检测方式精度有限，且容易受到光源强度波动和光纤弯折的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种MEMS光纤氢气传感器及形成方法，可以不使用通过检测光强度的变化来检测氢气浓度的方法，从而可以不受光强检测方式精度的限制，从而不会受到光源强度波动和光纤弯折的影响，进而可以提高检测精度。

为了达到上述目的，本发明提供了一种MEMS光纤氢气传感器，包括：

钯膜，用于吸收氢气；

支撑薄膜，用于支撑所述钯膜，所述支撑薄膜包括相对的第一面和第二面以及连接在所述第一面和第二面之间的侧面，所述钯膜位于所述支撑薄膜的第一面；

形变梁，连接在所述支撑薄膜的侧面上，所述形变梁受力能产生形变；

框架，用于支撑所述形变梁，所述框架的第一端与所述形变梁连接；

第一反射膜，位于所述支撑薄膜的第二面；

支撑结构，具有通孔，所述框架的第二端设置在所述支撑结构的表面；

第二反射膜，位于所述通孔内，所述第二反射膜与所述第一反射膜相对并且对准所述第一反射膜，所述第一反射膜和所述第二反射膜之间形成FP腔体，并且所述第一反射膜和所述第二反射膜之间的距离为FP腔体的腔长；以及

检测光纤，用于向所述FP腔体发射激光，以及接收从所述FP腔体反射的激光。

可选的，在所述的MEMS光纤氢气传感器中，所述形变梁为长方体的形状，所述形变梁的一端连接在所述支撑薄膜的侧面，另一端连接在所述框架上。

可选的，在所述的MEMS光纤氢气传感器中，所述支撑薄膜具有四个侧面，每个所述侧面均至少连接一个形变梁，每个所述侧面连接的形变梁的数量相同。

可选的，在所述的MEMS光纤氢气传感器中，所述第一反射膜的轴线和所述第二反射膜的轴线重合。

可选的，在所述的MEMS光纤氢气传感器中，所述通孔的径向与所述第二反射膜的轴线重合。

可选的，在所述的MEMS光纤氢气传感器中，所述检测光纤位于所述通孔内。