The utility model discloses a long period fiber grating hydrogen detection detector based on a Mach Zehnder interferometer, which is composed of a broadband light source, a fiber coupler, a gas chamber, an air inlet, an air outlet, a Mach Zehnder LPG fiber structure, a palladium gold palladium alloy layer, a detection chamber, a photodiode, a power amplification module and a loudspeaker. When the detector is in the environment containing hydrogen, hydrogen reacts with palladium gold palladium alloy layer on the surface of optical fiber. When the hydrogen concentration changes, the transmission spectrum of the fiber grating pair changes, that is, the interference light signal intensity received by the photodiode changes, resulting in the change of the current, and the relationship between the hydrogen concentration and the current change is obtained. Amplify the power of the electric signal, and the speaker will give an alarm when it exceeds the set threshold. Due to the excellent physical and chemical properties of optical fiber, the invention has the advantages of corrosion resistance, strong electromagnetic interference resistance, good reusability and convenient use, and has good practical value and application prospect.
【技术实现步骤摘要】
基于马赫-曾德尔干涉仪的长周期光纤光栅氢检测检测仪
本专利技术属于氢浓度测量的
,具体涉及一种基于马赫-曾德尔干涉仪的长周期光纤光栅氢检测检测仪。
技术介绍
基于马赫-曾德尔干涉仪结构的各种功能型光纤光栅传感器自1991年开始迅速发展,极大的推动了传感技术的发展,拓宽了光纤光栅的应用范围。由于光纤具有轻便,价格低廉,抗电磁干扰,耐腐蚀等优点,在传感检测中具有很好的实用价值。马赫-曾德尔光纤结构由两段相同的长周期光纤光栅(LGP)构成,避免了拉锥、蚀刻等加工过程,制备过程简单。由于钯对于氢气有唯一选择性与较高的响应速度,钯-金-钯-金-钯合金层能有效消除了纯钯与氢气反应时产生相变、零点漂移的现象,故钯-金-钯-金-钯合金是理想的氢气检测传感材料,所以在本实验中采用金、钯作为传感材料。光电二极管是把光信号转换成电信号的光电传感器件,它的工作原理是基于光电效应,利用这个特性可以改变输出电流的大小,从而实现对光强变化的测量,且具有体积小、寿命长、量子效率高、无需高电压等优点,已经被广泛使用。
技术实现思路
针对现有光纤光栅结构氢气传感器的不足,本专利技术的目的在于以马赫-曾德尔LPG光纤结构为传感器主要结构,以透射光谱的干涉峰阈值的变化,干涉峰所在波长的位移为基础,及长周期光纤光栅(LPG)加工简单,耦合灵敏度高的优点,实现氢气浓度的测量,并在氢气浓度达到阈值时实现及时告警,解决了基于布拉格光纤光栅(FBG)的氢传感器敏感度低,制备过程繁琐、复杂的缺点。本专利技术通过以下技术方案实现:基于马赫-曾德尔干涉仪的长周期光纤光栅氢检测检测仪,由宽带光源(1),光纤耦合 ...
【技术保护点】
1.基于马赫‑曾德尔干涉仪的长周期光纤光栅氢检测检测仪,由宽带光源(1),光纤耦合器(2),气室(3),进气口(4),出气口(5),马赫‑曾德尔LPG光纤结构(6),钯‑金‑钯‑金‑钯合金层(7),检测腔(8),光电二极管(9),功率放大模块(10),扬声器(11)组成;其特征在于:宽带光源(1)通过光纤与光纤耦合器(2)连接到马赫‑曾德尔LPG光纤结构(6),马赫‑曾德尔LPG光纤结构(6)固定在密闭不透光的气室(3)中,马赫‑曾德尔LPG光纤结构(6)两段LGP中心距离为50毫米,光栅长度为20毫米,光栅周期为500微米,马赫‑曾德尔LPG光纤结构(6)的光纤光栅中心波长为1550纳米,钯‑金‑钯‑金‑钯合金层(7)的厚度为100纳米,钯‑金‑钯‑金‑钯合金层(7)中钯层厚度为10‑20纳米,金层厚度范围为20‑30纳米,钯‑金‑钯‑金‑钯合金层(7)沿光纤轴向长度为70毫米;通过光纤耦合器(2)与光纤连接到基于光电二极管(9)的检测腔(8),气室(3)中的氢气浓度发生变化时,光电二极管(9)产生的电流发生变化,获得氢气浓度与电流变化的关系,把光电二极管(9)产生的电信号输入功率放 ...
【技术特征摘要】
1.基于马赫-曾德尔干涉仪的长周期光纤光栅氢检测检测仪,由宽带光源(1),光纤耦合器(2),气室(3),进气口(4),出气口(5),马赫-曾德尔LPG光纤结构(6),钯-金-钯-金-钯合金层(7),检测腔(8),光电二极管(9),功率放大模块(10),扬声器(11)组成;其特征在于:宽带光源(1)通过光纤与光纤耦合器(2)连接到马赫-曾德尔LPG光纤结构(6),马赫-曾德尔LPG光纤结构(6)固定在密闭不透光的气室(3)中,马赫-曾德尔LPG光纤结构(6)两段LGP中心距离为50毫米,光栅长度为20毫米,光栅周期为500微米,马赫-曾德尔LP...
【专利技术属性】
技术研发人员:方泽昊,沈常宇,朱周洪,
申请(专利权)人:中国计量大学,
类型:新型
国别省市:浙江,33
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