The invention belongs to the technical field of gas detection, in particular to a hydrogen detection device and a method based on a curled film. The hydrogen detection device comprises a light source, a detection cavity, a detection module based on a transparent curled film array, and an optical signal acquisition device. An optical signal acquisition device can connect a response threshold, a discrimination component, and an alarm. Hydrogen detection method comprises the following steps: light source containing testing equipment to test the gas reaches the optical signal acquisition device; optical signal acquisition equipment acquisition and output light intensity and transmittance or absorbance data; through the comparison of the output data and whether the changes can be determined whether the tested gas containing hydrogen component. Direct electrical detection device of the invention is not hydrogen and hydrogen contact, which has a high safety; no light in complex systems and optical signal acquisition system; testing equipment and preparation method is simple, can carry out mass production, low cost, so it has practical application significance.
【技术实现步骤摘要】
一种基于卷曲薄膜的氢气检测装置及方法
本专利技术属于气体检测
,具体涉及一种光学氢气检测装置及方法。
技术介绍
在当今社会不断发展的过程中,不可再生的传统化石能源储备已经日渐枯竭,且由此产生的各种环境污染和温室效应也成为了当今国内及国际社会重点讨论的问题。在此大背景下寻求可靠的清洁能源已经迫在眉睫。在众多的新能源中,氢气作为一种清洁、高效、易得的新能源受到了广泛的关注。众多学者注重于研究氢气的制备、储存、运输,寄希望研究出基于氢能的新能源运输设备、工业生产圣杯等。但氢气具有分子量小、极易燃烧、爆炸浓度范围广、无色无味等特点。泄露后难以察觉,极易引发严重的安全事故,因此大大限制了氢气能源的实际运用。因此需要可靠的检测装置对环境和管道内的氢气进行实时监测。目前氢气检测方面的研究主要建立在以下几种机理之上:(1)电化学检测:许多金属、氧化物材料在氢气的作用下会产生物理化学性质的改变,导致阻抗的变化,基于此机理的检测器通过测量电流、电压、阻抗信号的变化来检测周围的氢气;(2)光信号检测:该方法主要是建立在光纤信号检测基础之上,在光纤的侧壁或截面上修饰具有氢气敏感特性的材料,在与氢气接触后会导致光纤内部传输信号的变化;(3)机械变化检测:该方法建立在铂、钯等贵金属在与氢气接触后产生明显的体积膨胀,由此产生力学变化或机械形变。电化学的检测方法会使易燃的氢气与电气系统直接接触,容易产生安全隐患。而传统的光信号检测需要复杂的信号发生和接收装置。而机械形变又较为微弱,如今使用这种方式的测量基本建立在微悬臂、表面波等复杂的装置上。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种 ...
【技术保护点】
一种基于卷曲薄膜的氢气检测装置,其特征在于,包括:光源,其用于发射光信号;检测设备,包括检测腔和检测组件,检测组件位于检测腔内;光信号采集设备,其用于采集透射光信号,得到光强、透射率或吸收率数据;其中,所述光源位于所述检测设备一侧,所述光源的光线透过所述检测设备照射到所述光信号采集设备;所述光信号采集设备收集透射光信号并转换成光强、透射率或吸收率数据;所述检测组件为透明卷曲薄膜阵列结构。
【技术特征摘要】
1.一种基于卷曲薄膜的氢气检测装置,其特征在于,包括:光源,其用于发射光信号;检测设备,包括检测腔和检测组件,检测组件位于检测腔内;光信号采集设备,其用于采集透射光信号,得到光强、透射率或吸收率数据;其中,所述光源位于所述检测设备一侧,所述光源的光线透过所述检测设备照射到所述光信号采集设备;所述光信号采集设备收集透射光信号并转换成光强、透射率或吸收率数据;所述检测组件为透明卷曲薄膜阵列结构。2.根据权利要求1所述的基于卷曲薄膜的氢气检测装置,其特征在于,所述透明卷曲薄膜阵列结构,由如下制备方法得到:(1)清洗基片;(2)在基片上光刻图形阵列;(3)使用薄膜沉积方法在基片上沉积具有内应力的金属薄膜;(4)使用薄膜沉积方法在基片上沉积具有氢气体积膨胀效应的金属薄膜;(5)选择性腐蚀光刻胶得到透明卷曲薄膜阵列结构。3.根据权利要求2所述的基于卷曲薄膜的氢气检测装置,其特征在于,步骤(1)中所用的基片为玻璃片或石英片的其中一种;步骤(3)中所用的具有内应力的金属为钛、铬、铁、钴、镍、铜、铝的单一组分,或是这些金属中的几种构成的多层金属薄膜;步骤(4)中所用的具有氢气体积膨胀效应的金属为铂、钯的单一组分,或是含有这些金属组分的合金。4.根据权利要求2所述的基于卷曲薄膜的...
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