光纖氫氣傳感器.pdf

1、漸逝場型氫敏傳感技術(shù)是一個(gè)多學(xué)科高度交叉的領(lǐng)域，它涉及到氫敏感膜的研究、光學(xué)表面等離子共振技術(shù)、漸逝場傳感技術(shù)及傳輸模式分析、氫敏感純 Pd膜或Pd99-Ag1合金薄膜的生長工藝、氫敏傳感器的檢測技術(shù)及數(shù)據(jù)分析與處理等，如何實(shí)現(xiàn)各種相關(guān)技術(shù)的整體集成、降低漸逝場型光纖氫傳感器的制造成本、提高氫敏傳感器的可靠性、重復(fù)性和靈敏度等是目前漸逝場型光纖氫敏傳感技術(shù)走向產(chǎn)業(yè)化所面臨的主要問題。
　　本論文主要涉及光學(xué)表面等離子共振氫傳感技術(shù)

2、的理論及漸逝場型光纖氫敏傳感器的設(shè)計(jì)、制作和實(shí)驗(yàn)等工作；研究如何在腐蝕光纖上生長單一Pd膜或Pd99-Ag1合金薄膜及氫敏傳感器的測試技術(shù)，開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的漸逝場型光纖氫敏傳感器。通過在腐蝕光纖上沉積氫敏感的單一Pd膜或者Pd99-Ag1合金薄膜，制作了用于實(shí)驗(yàn)的漸逝場型光纖氫氣傳感器。
　　數(shù)值計(jì)算表明當(dāng)Pd膜的厚度在10nm～30nm的時(shí)候，傳感器在氫氣濃度在0～4％的范圍內(nèi)都具有比較高的靈敏度。單一 Pd膜以及合金薄

3、膜是由磁控濺射鍍膜機(jī)通過專門設(shè)計(jì)的光纖鍍膜夾具生長而成的。所得到的氫敏傳感器分辨率達(dá)0.5%(體積氫氣濃度)，響應(yīng)時(shí)間為60s。
　　本文設(shè)計(jì)了一套光纖腐蝕用夾具、光纖封裝加熱夾具和一套光纖濺射鍍膜實(shí)驗(yàn)夾具；設(shè)計(jì)并制作了一套具有防潮、抗震和抗腐蝕功效的光纖傳感頭封裝裝置；設(shè)計(jì)了一套由激光器、反應(yīng)混合氣室、光功率計(jì)、質(zhì)子流量計(jì)和流量控制器等組成的氫氣定標(biāo)實(shí)驗(yàn)裝置并對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析與處理。對于實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的各種不同實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，本文建立