一种灵敏度可调的光纤氢气传感头及氢气传感系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种灵敏度可调的光纤氢气传感头及传感系统。所述传感系统包括半导体激光器、光纤分束器、参考光路、传感光路和数据处理终端，传感系统的传感头采用反射式或透射式，具体包括气室、设置在气室内的玻片组、设置在气室其中一侧的第一准直器和另一侧的反射镜或第二准直器，在气室上开设有进气孔与出气孔，所述玻片组包括多块平行设置且镀有氢敏薄膜的玻璃基片。本实用新型专利技术通过检测光纤中激光的反射功率或透射功率的变化，从而获得氢气浓度的变化，其结构比较简单，成本比较低，实现了氢气传感器的灵敏度调节；其传感器系统不仅具有光纤传感抗电磁干扰，可弯曲等优势，而且测量点之间不相互影响，探测的点数也不受光源带宽的限制。

【技术实现步骤摘要】
一种灵敏度可调的光纤氢气传感头及氢气传感系统
本技术涉及氢气浓度检测与预警
，尤其涉及一种灵敏度可调的光纤氢气传感头及包括该光纤氢气传感头的多点光纤氢气传感系统。
技术介绍
随着工业化的发展，氢气(H2)传感器在国防、军事及民用中均表现出强烈的需求。而氢气由于其化学性质活泼、易燃易爆，容易造成安全隐患，酿成重大安全事故，因此对环境中氢气浓度的实时监测是保证生产、生活安全的重要手段之一。在国防军工领域，含有钚的核燃料进行再处理的过程中会产生大量的氢气。当氢气浓度超过阈值时，就存在爆炸的危险。2011年福岛核电站爆炸事故就是由氢气爆炸引发的。在电力行业中，变压器油是一种应用在变压器中的绝缘介质，当电力设备发生故障时，油和固体的绝缘热分解，局部放电等现象会产生H2，H2浓度的剧烈变化能够直接反映出设备的安全状况。在地震监测中，氢气是目前世界公认的地震预测中最灵敏的化学物质之一。目前氢气传感器主要有电化学型、电学型和光学型三大类。电化学型氢气传感器一般由参考和传感电极组成，当传感器处在氢气中时，氢气会与传感电极发生电化学反应，使电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种灵敏度可调的光纤氢气传感头，其特征在于：所述光纤氢气传感头为反射式光纤氢气传感头A或透射式光纤氢气传感头B，具体包括气室(1)、设置在气室(1)其中一侧的第一准直器(2)和设置在气室(1)内的玻片组(3)，在气室(1)上开设有进气孔(4)与出气孔(5)，所述第一准直器(2)部分置于气室(1)内，其置于气室(1)外的部分与第一光纤(6)连接，所述玻片组(3)包括多块平行设置在气室(1)内且镀有氢敏薄膜的玻璃基片；/n当光纤氢气传感头为反射式光纤氢气传感头A时，在气室(1)内与第一准直器(2)相对的侧面安装有反射镜(7)，所述反射镜(7)与多块玻璃基片平行，且第一准直器(2)、玻片组(3)...

【技术特征摘要】
1.一种灵敏度可调的光纤氢气传感头，其特征在于：所述光纤氢气传感头为反射式光纤氢气传感头A或透射式光纤氢气传感头B，具体包括气室(1)、设置在气室(1)其中一侧的第一准直器(2)和设置在气室(1)内的玻片组(3)，在气室(1)上开设有进气孔(4)与出气孔(5)，所述第一准直器(2)部分置于气室(1)内，其置于气室(1)外的部分与第一光纤(6)连接，所述玻片组(3)包括多块平行设置在气室(1)内且镀有氢敏薄膜的玻璃基片；
当光纤氢气传感头为反射式光纤氢气传感头A时，在气室(1)内与第一准直器(2)相对的侧面安装有反射镜(7)，所述反射镜(7)与多块玻璃基片平行，且第一准直器(2)、玻片组(3)以及反射镜(7)置于同一直线上；
当光纤氢气传感头为透射式光纤氢气传感头B时，在气室(1)与第一准直器(2)相对的一侧安装有第二准直器(8)，所述第二准直器(8)部分置于气室(1)内，且第二准直器(8)置于气室(1)外的部分与第二光纤(15)连接，所述第二准直器(8)与多块玻璃基片平行，且第一准直器(2)、玻片组(3)以及第二准直器(8)置于同一直线上。


2.根据权利要求1所述的一种灵敏度可调的光纤氢气传感头，其特征在于：所述进气孔(4)与出气孔(5)设置在气室(1)的不同侧，且进气孔(4)和出气孔(5)不与第一准直器(2)和反射镜(7)或第二准直器(8)在同一侧面上，进气孔(4)设置在临近第一准直器(2)的位置，出气孔(5)设置在临近反射镜(7)或第二准直器(8)的位置。


3.根据权利要求1所述的一种灵敏度可调的光纤氢气传感头，其特征在于：所述玻片组(3)镀在玻璃基片采用K9玻璃基片，K9玻璃基片上的氢敏薄膜为Pt/WO3纳米薄膜或者Pd/WO3纳米薄膜。


4.一种灵敏度可调的光纤氢气传感系统，其特征在于：所述传感系统使用权利要求1至3中任意一项所述的反射式光纤氢气传感头A，所述传感系统还包括半导体激光器(9)、光纤分束器(10)、参考光路(11)、传感光路(12)和数据处理终端(13)，所述参考光路(11)包括第一环形器(110)、第一光电探测器(111)和不流通气体的第一反射式光纤氢气传感头(112)，所述传感光路(12)包括第二环形器(120)、第二光电探测器(121)、第一光开关(122)和多个流通气体的第二反射式光纤氢气传感头(123)；所述半导体激光器(9)的光输出端与光纤分束器(10)的光输入端连接，光纤分束器(10)的光输出端分别与第一环形器(110)的第一端口和第二环形器(120)的第一端口连接，第一环形器(110)的第二端口与第一反射式光纤氢气传感头(112)信号连接，第一环形器(110)的第三端口与第一光电探测器(111)的光信号输入端连接，第一光电探测器(111)的电信号输出端与数据处理终端(13)的信号连接；第二环形器(120)的第二端口通过第一光开关(122)与多个第二反射式光纤氢气传感头(123)信号连接，第二环形器(120)的第三端口与第二光电探测器(121)的光信号输入端连接，第二光电探测器(121)的电信号输...

【专利技术属性】
技术研发人员：张桂林，
申请(专利权)人：武汉雷施尔光电信息工程有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42