光纤型氢气传感结构的制备与性能研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:stuber
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来随着氢气应用领域不断扩大,检测氢气浓度的重要性也变得尤为突出。光纤型氢气传感器具有的特定优势使得它成为目前研究的热点内容,光纤氢气传感器的研究不仅涉及光学领域的光波导传输理论,而且涉及到化学材料领域中氢气敏感薄膜的制备工艺。就目前的研究成果来看光纤氢气传感器的类型已经多样化,对氢气的响应较理想,但还存在稳定性和可重复使用性差等问题,要实现光纤氢气传感器的商业化生产还有很长的路要走。因此制备出高灵敏度、长寿命、低成本的光纤氢气传感器面临着巨大的挑战。本文通过对各种光纤型氢气传感器优缺点的了解后,重点研究了镀有钯膜的消逝场型D型光纤氢气传感结构和单模-多模-单模(SMS)结构光纤氢气传感结构。研究了氢敏薄膜的种类和钯膜的特性以及钯膜的制备方法,最终对化学镀法进行了细致的实验,确定了镀液成分配比后制备了不同温度下的钯膜,测试结果表明施镀温度为60oC时镀膜效果最佳,化学镀法制备的薄膜不仅均匀致密、对光纤的附着力强而且实验操作简单、成本低。对消逝场型光纤氢气传感器的研究首先对光纤结构进行了理论分析,利用Beamprop软件模拟得出消逝场的透射深度,并结合实验得出当传输光的能量下降为原来的80%时光纤传输的光对外界的“感受”最灵敏,利用飞秒激光制作出D型结构的光纤后用氢氟酸进一步腐蚀,得出了输出光功率随腐蚀时间的变化规律,测试了镀膜后的光纤对氢气的响应情况,通过观察功率的变化实现了对氢气浓度的测量。对SMS结构光纤传感理论进行了系统分析,确定出多模光纤长度后制作出SMS结构光纤,利用氢氟酸对多模光纤进行腐蚀得出输出光功率随腐蚀时间的变化规律,利用镀膜后的光纤测试了其对氢气的响应情况,通过光谱的变化和光功率的变化即可得出氢气浓度的变化。本论文还设计出一套光纤腐蚀在线测量系统和氢气浓度测试系统,对最后的实验结果进行了分析和总结,理论和实验表明,本论文所研究的两种光纤氢气传感器具有巨大的潜在应用价值和发展空间。
其他文献
自美国宾州大学化学系A.W.Castleman小组通过激光溅射光电离质谱的方法发现了一种特别稳定的金属碳化物团簇分子M8C12(Met-Cars)后,物理化学领域掀起了一股研究过渡金属与主族
3月,全球经济复苏继续前行,但中东北非的多米诺骨牌式动乱、利比亚进入战争状态、日本百年不遇的大地震、海啸和核危机的罕见“交集”、欧洲政局突变等小概率事件并发,投资者
为了实现机器人理解自然语言的目的,提出了一种应用于中文服务指令的自主处理方法,旨在将中文服务指令直接映射为动作序列.首先深入地分析收集的中文服务指令,提炼出了关键信
功能陶瓷材料学是现代材料科学与工程中极具活力和应用潜力的分支之一,其研究主要集中在功能陶瓷的组成、结构、性能和制备四个方面。功能陶瓷的制备技术对所制材料的结构和性
磁流体是纳米级磁性颗粒在表面活性剂的包覆下,均匀地分散在基液中所形成的稳定的胶体体系。磁流体即具有磁性又具有流动性,在航空航天、军事、环保、医疗等领域具有广泛的应用
Global warming causes the exacerbation of rice growing environment, which seriously affects rice growth and reproduction, and finally results in the decrease of
目标特性计算在电磁成像、地下电磁探测、目标识别等方面具有广泛的应用。本论文概述了复杂目标电磁散射特性计算的多种方法,并研究了频域有限差分(Finite Difference Frequenc
公元581年,隋文帝杨坚结束了自西晋以来长达300年的分裂局面,终结了五胡乱华的动乱后建立了隋朝,开始了一个新的历史时期。隋建国只有38年,但在书法发展史上所占的地位和功绩
现代教学要着眼于学生的发展,以学生为主体,通过游戏探讨,提高课堂实效是关键。在小学科学课堂教学中,要根据小学生的身心特点爱好,对他们因材施教,注重激趣,让孩子们有兴趣,通过多种
本文着力探究如何营造轻松、和谐的课堂氛围,激发学生兴趣,提高语文教学效果。