基于脉冲激光沉积敏感膜的光纤F-P氢气传感器的研究

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在能源需求量越来越大,并且环保意识不断增强的现代社会,氢能作为一种清洁能源,具备极大的应用优势。但氢气是一种易燃易爆的气体,一旦泄露,就会有发生爆炸的危险。光纤F-P氢气传感器具有本征防爆,抗电磁干扰,体积小等诸多优点,较电类传感系统更加适合用于检测氢气浓度。基于光纤传感器在检测氢气浓度方面的优势,本课题研究了一种基于脉冲激光沉积敏感薄膜的光纤F-P氢气传感器,主要内容如下:1.介绍了四种类型的氢气传感器,阐述了各种类型传感器的特点以及光学型传感器用于氢气检测的独特优势;比较了不同的镀膜技术,说明了脉冲激光沉积技术用于光纤传感器镀膜的优点。2.通过对膜片式光纤F-P传感器的结构与基本原理的论述,得到了传感器的结构参数;设计了一种可约束氢气敏感膜膨胀方向改变F-P传感器腔长的光纤传感结构,阐述了传感原理。3.研究了一种脉冲激光低温沉积Pd/Ag合金膜的方法,并对薄膜的晶体结构、显微组织、表面形貌等进行了表征分析,初步获得了一种脉冲激光沉积法在光纤上沉积Pd/Ag合金金属膜的优化工艺参数。4.通过对F-P传感器结构参数的分析,获得了F-P传感器的制备方法,并进一步采用专用夹具在光纤端面上获得Pd/Ag合金金属膜,最后完成光纤传感结构的安装,初步测试结果表明该传感器可用于监测氢气浓度变化。
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