[發明專利]一種高靈敏純鈀型布喇格氫氣傳感器及其制作方法

無效

• 申請號: 201410763440.2
• 申請日: 2014-12-11
• 公開（公告）號: CN104390916A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 羅穎婷;王紅斌;吳昊;李成榕;黃勇;江軍;馬國明
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司電力科學研究院;華北電力大學
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 周克佑;侯莉

1.一種高靈敏純鈀型布喇格氫氣傳感器，其特征在于：它包括光纖、傳感探頭和連接頭，所述連接頭安裝在光纖的尾部，在光纖頭部的纖芯上刻有光柵，所述光纖頭部對應于光柵的區域為光纖光柵區，在所述光纖光柵區上包覆有氫敏金屬層形成所述的傳感探頭。

2.根據權利要求1所述的高靈敏純鈀型布喇格氫氣傳感器，其特征在于：所述氫敏金屬層為金屬鈀膜，所述金屬鈀膜的厚度是500±50nm。

3.根據權利要求2所述的高靈敏純鈀型布喇格氫氣傳感器，其特征在于：所述連接頭為FC/APC連接頭，在所述光纖上套有絕緣護套，所述光纖光柵區位于所述絕緣護套之外；所述金屬鈀膜通過粘附層粘接在光纖光柵區的包層上。

4.根據權利要求3所述的高靈敏純鈀型布喇格氫氣傳感器，其特征在于：所述粘附層由聚酰亞胺涂層和包覆在聚酰亞胺涂層上的金屬薄膜層組成，所述聚酰亞胺涂層涂覆在光纖光柵區的包層上，所述金屬鈀膜包覆在金屬薄膜層的外表面上。

5.根據權利要求4所述的高靈敏純鈀型布喇格氫氣傳感器，其特征在于：所述聚酰亞胺涂層的厚度是100±20μm，所述金屬薄膜層的厚度是20±2nm，所述光纖光柵區的包層的厚度為30～70μm。

6.一種權利要求4或5所述高靈敏純鈀型布喇格氫氣傳感器的制作方法，其特征在于具體包括以下步驟：

⑴在光纖頭部的纖芯上刻入光柵，光纖頭部對應于光柵的區域為光纖光柵區；

⑵擦洗光纖光柵區的包層外表面；

⑶對光纖光柵區采用旋轉噴涂方式噴涂聚酰亞胺涂層，得到氫氣傳感器半成品；

⑷在氫氣傳感器半成品的聚酰亞胺涂層上通過磁控濺射方式依次噴涂金屬薄膜層和金屬鈀膜，得到氫氣傳感器成品。

7.根據權利要求6所述的制作方法，其特征在于：所述旋轉噴涂方式是：將光纖光柵區浸泡在濃度為5～15％的聚酰亞胺溶液中，并勻速旋轉光纖，旋轉速度是0.2～1r/min，浸泡8～12分鐘后取出，再進行階梯式升溫至60～100℃，然后降溫至室溫取出，得到氫氣傳感器半成品。

8.根據權利要求7所述的制作方法，其特征在于：完成步驟⑴之后，腐蝕光纖光柵區的包層，具體包括以下步驟：

①擦洗光纖光柵區的包層外表面；

②在靠近光纖光柵區的兩側包覆護層，固定光纖光柵區的兩側以使光纖光柵區固定；

③在避光環境下，采用45～55％的HF溶液均勻滴于光纖光柵區的包層上，保持15～25min，HF溶液腐蝕光纖光柵區的包層；

④采用蒸餾水沖洗腐蝕后的光纖光柵區以去除殘留的HF溶液，再常溫晾干，轉入步驟⑵。

9.根據權利要求8所述的制作方法，其特征在于：在所述步驟⑶中，階梯式升溫是從20℃升溫至80℃且每次升溫10℃，在每個溫度恒溫30±5分鐘。

10.根據權利要求9所述的制作方法，其特征在于：在所述步驟⑷中，磁控濺射方式采用的濺射氣氛為氬氣。