[發明專利]光纖氫氣傳感器及其制作方法

有效

• 申請號: 201410260872.1
• 申請日: 2014-06-12
• 公開（公告）號: CN103994985B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發明（設計）人: 甘中學;仵浩
• 申請（專利權）人: 寧波市智能制造產業研究院
• 主分類號: G01N21/45
• 分類號: G01N21/45
• 代理公司: 廣州天河萬研知識產權代理事務所(普通合伙)44418
• 代理人: 劉強,陳軒

技術領域

本發明涉及氫氣檢測技術，特別地，涉及一種光纖氫氣傳感器及其制作方法。

背景技術

氫氣是一種重要的工業原料，在石油化工、電子工業、冶金工業、食品加工等方面有著重要的應用；同時，氫氣作為一種新型能源，不僅清潔環保，并且具有豐富的來源，因此氫氣在新能源領域的地位也日益重要。不過，氫氣容易發生泄露，且當空氣中的氫氣濃度達到4％以上時遇到明火即可導致爆炸，因此，在氫氣的運輸、儲存和工業生產及使用過程中，對環境的氫氣濃度檢測是一項非常重要且必要的工作。

光纖氫氣傳感器由于可以具有安全和實時監測的優點，被廣泛地應用到氫氣濃度檢測，在諸多類型的光纖氫氣傳感器中，基于法布里-珀羅(Fabry-Perot,F-P)干涉的干涉型光纖氫氣傳感器的應用較為廣泛。傳統的干涉型光纖氫氣傳感器是將入射光纖和反射光纖分別固定在玻璃套管的兩端形成F-P干涉腔，并在玻璃套管的表面鍍設鈀(Pd)膜。所述Pd膜在吸收氫氣之后體積會發生變化從而改變干涉腔長度，因此通過分析干涉譜可以實現對氫氣濃度的檢測。

不過，由于上述干涉型光纖氫氣傳感器的氫敏感膜在直接鍍設在玻璃套管的外部，外界污染可能降低所述氫敏感膜的品質，從而影響所述干涉型光纖氫氣傳感器的檢測精確度。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種能解決上述問題的光纖氫氣傳感器。同時，本發明還提供一種所述光纖氫氣傳感器的制作方法。

一種光纖氫氣傳感器，包括入射光纖、反射光纖和氫敏感膜；所述入射光纖的其中一端與所述反射光纖相互連接并且開設有氫氣收容腔，所述反射光纖的端面覆蓋所述氫氣收容腔的開口，并作為反射端面；所述氫氣收容腔的腔體的至少兩個相對的側壁分別形成有氣孔，且所述至少兩個相對的側壁的氣孔分別交錯設置；所述氫敏感膜設置在所述氫氣收容腔的內表面，并且所述氫敏感膜具有多個凹陷部，所述多個凹陷部分別與所述多個氣孔相對設置。

一種光纖氫氣傳感器的制作方法，用于制作如上所述的光纖氫氣傳感器，所述制作方法包括：提供入射光纖，并在所述入射光纖的末端形成微型腔體，來作為氫氣收容腔；在所述微型腔體的側壁內表面形成氫敏感膜；在所述微型腔體的其中一個側壁形成第一氣孔陣列，并在另一個側壁形成第二氣孔陣列，其中所述第二氣孔陣列的氣孔分別與所述第一氣孔陣列的氣孔交錯設置，且所述氣孔分別從所述入射光纖的外表面延伸到所述微型腔體內部；在所述微型腔體的內側壁表面的氫敏感膜與所述第一氣孔陣列和所述第二氣孔陣列的氣孔相正對的區域形成多個凹陷部；提供反射光纖，并將所述反射光纖與所述入射光纖的末端相互熔接。

本發明提供的光纖氫氣傳感器在所述入射光纖的末端形成氫氣收容腔，可以實現所述氫敏感膜設置所述入射光纖的內部。通過上述氫敏感膜內置的方式，可以有效避免所述氫敏感膜受外界污染的影響而破壞其氫氣敏感特性，保證所述光纖氫氣傳感器的氫氣濃度檢測結果的精確性。并且，所述光纖氫氣傳感器通過在所述氫氣收容腔的至少兩個相對側壁形成氣孔，可以使得有足夠的氫氣進入所述氫氣收容腔內部，保證氫氣濃度檢測的正常實現；另外，所述至少兩個相對的側壁的氣孔分別交錯設置，從而對氫氣進行一定的阻擋，使得氫氣在所述氫氣收容腔可以停留足夠的時間，保證其可以被所述氫氣收容腔的側壁內表面的氫敏感膜充分吸收，進一步提高所述光纖氫氣傳感器的氫氣濃度檢測的準確性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖，其中：

圖1是本發明提供的光纖氫氣傳感器一種實施例的結構示意圖；

圖2是圖1所示的光纖氫氣傳感器的入射光纖的側面結構示意圖；

圖3是本發明提供的光纖氫氣傳感器的制作方法的流程示意圖。

具體實施方式

下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。

本發明提供的光纖氫氣傳感器通過將氫敏感膜內置在入射光纖內部，來避免氫敏感膜受外界污染氣體影響，提高所述光纖氫氣傳感器氫氣濃度檢測結果的準確性。