基于Pd-WO-,3-敏感薄膜的光纖氫氣傳感研究.pdf

1、氫燃料是最具吸引力的燃料之一，然而氫氣的高度易燃性和易爆性，使其在氫燃料的存儲(chǔ)、使用和運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中可能產(chǎn)生危險(xiǎn)。因此，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地測(cè)量氫氣濃度具有十分重要的意義。本文基于氫敏感膜傳感原理，研究開發(fā)光纖氫氣傳感器，進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)，以達(dá)到光纖氫氣傳感器產(chǎn)品化的目的。本文著重研究了不同的光纖（如單模光纖、多模光纖）側(cè)面或端面上鍍Pd膜、Pd/WO3復(fù)合膜的氫氣傳感特性。采用化學(xué)腐蝕、光學(xué)研磨、端面切割等手段對(duì)光纖進(jìn)行加工，獲得特定的結(jié)構(gòu)，然后

2、鍍Pd膜、Pd/WO3復(fù)合膜制成氫敏傳感探頭；對(duì)傳感探頭進(jìn)行氫敏測(cè)試，最后分析了測(cè)試實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。本研究?jī)?nèi)容包括： 1.光纖光線傳輸理論分析。分析了單/多模光纖的光傳輸理論，光纖光學(xué)波動(dòng)理論，單/多模光纖漸逝場(chǎng)原理以及微透鏡型光纖氫氣傳感原理。 2.腐蝕型光纖氫敏傳感元件制作工藝研究。影響腐蝕型光纖氫敏傳感元件性能的因數(shù)很多，但主要的是腐蝕液配比濃度，腐蝕時(shí)間，腐蝕溫度。本文通過(guò)控制上述因數(shù)完善了傳感元件制作工藝。

3、3.側(cè)面拋光型光纖氫敏傳感元件制作工藝研究。本文采用經(jīng)特殊工藝處理的側(cè)面拋光型光纖作為傳感元件,克服了傳統(tǒng)側(cè)面拋光光纖容易斷裂的缺點(diǎn)。 4.Pd膜、Pd/ WO3復(fù)合膜氫敏感膜層理化分析。本文提出利用兩種結(jié)構(gòu)的Pd/WO3復(fù)合膜替代Pd膜抑制相變。通過(guò)對(duì)膜層的理化分析，優(yōu)化了鍍膜工藝。 5.氫氣傳感測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析。測(cè)試系統(tǒng)經(jīng)過(guò)一系列改進(jìn)，設(shè)計(jì)了氣室和濃度測(cè)量方式，利用氫氣在線監(jiān)測(cè)儀實(shí)時(shí)檢測(cè)氫氣濃度，提高實(shí)驗(yàn)數(shù)