[發明專利]一種光纖氫敏傳感器、制備方法及氫氣泄漏檢測裝置

在審

• 申請號: 202110066735.4
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112645386A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 楊文龍;李東平;趙春山;于迎俊
• 申請（專利權）人: 蘇州泛氫新材料科技有限公司
• 主分類號: C01G41/02
• 分類號: C01G41/02;G01N21/78
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 樊曉娜

本發明公開一種光纖氫敏傳感器、制備方法及氫氣泄漏檢測裝置，光纖氫敏傳感器包括光纖傳感器及涂覆在光纖傳感器的光纖傳感區的氫氣敏感膜，氫氣敏感膜的原料配方包括氫敏材料和粘結劑，氫敏材料為二氧化鈦氫敏材料、三氧化鎢氫敏材料的一種或幾種的組合；二氧化鈦氫敏材料包括鈦酸四丁酯和PdCl₂，鈦酸四丁酯和PdCl₂的質量比為190?200:1；三氧化鎢氫敏材料包括WO₃和硝酸鑭，其中鑭和W的摩爾比范圍為1:100?1:40。本發明公開的光纖氫敏傳感器，將氫敏薄膜和光纖微加工技術融合，并開發軟件監測系統，全覆蓋無盲區實時監測，解決局部區域檢測盲區多、發現泄漏不及時、人工巡檢工作量大等問題。

技術領域

本發明屬于材料領域，具體涉及一種光纖氫敏傳感器、制備方法及氫氣泄漏檢測裝置。

背景技術

2020年中國首部《能源法》(征求意見稿)中，氫能被列為能源范疇，是中國第一次從法律上確認了氫能屬于能源，目前以氫氣為作為清潔能源的研究和應用如火如荼，氫燃料電池汽車也越來越多的進入各個領域，氫能源在使用過程中的核心問題之一就是：如何保證氫氣使用、存儲等方面的安全性，因此及時、快速發現氫氣泄露成為重要的一環。

傳統氫氣泄漏檢測的方式有常規氫氣傳感器、便攜式探測式檢漏儀、便攜式聲波檢漏儀、肥皂水等，但是也都有一定的局限性，存在人工巡檢存在時間盲區、工作量大、人為判斷顏色標準不一致等問題，比如常規氫氣傳感器為布點式產品，通過監測到空氣中的氫氣而后發出泄漏信號，價格貴，只能布點式安裝，監測盲區多，無法即時發現泄漏點；便攜探測式檢漏儀便攜性高，價格便宜，但檢測效率低，需要人工使用；便攜式聲波檢漏儀容易被其他聲音干擾，細微滲漏無法檢測，需要人工使用，效率低；肥皂水可以檢測到細微滲漏點，但使用不方便，在有電氣設備的場景使用有安全隱患。

發明內容

本發明的目的是提供一種光纖氫敏傳感器、制備方法及氫氣泄漏檢測裝置。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

本發明提供一種光纖氫敏傳感器，其包括光纖傳感器及涂覆在光纖傳感器的光纖傳感區的氫氣敏感膜，所述氫氣敏感膜的原料配方包括氫敏材料和粘結劑，所述粘結劑包括聚丙烯酸，所述氫敏材料為二氧化鈦氫敏材料、三氧化鎢氫敏材料的一種或幾種的組合；

所述二氧化鈦氫敏材料包括鈦酸四丁酯和PdCl₂，所述鈦酸四丁酯和PdCl₂的質量比為190-200:1；所述三氧化鎢氫敏材料包括WO₃和硝酸鑭，其中鑭和W的摩爾比范圍為1:100-1:40。

進一步地，所述粘結劑還包括硅橡膠，硅橡膠包括甲基硅橡膠、甲基乙烯基硅橡膠、甲基苯基乙烯基硅橡膠的一種或幾種，所述聚丙烯酸與硅橡膠的質量比為1.5-3：1。

進一步地，按重量百分含量計，所述氫氣敏感膜的原料配方包括以下組分：

氫敏材料 10-20％；

粘結劑 80-90％。

進一步地，所述氫氣敏感膜的原料配方還包括偶聯劑，按重量百分含量計，所述氫氣敏感膜的原料配方包括以下組分：

氫敏材料 10-20％；

粘結劑 76-86％；

偶聯劑 2-4％。

進一步地，按重量百分含量計，所述氫氣敏感膜的原料配方包括以下組分：

進一步地，所述二氧化鈦氫敏材料通過以下方法制備得到，包括如下步驟：