微透镜型光纤氢气传感器的研究

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1、微透镜型光纤氢气传感器的研究武汉理工大学硕士学位论文微透镜型光纤氢气传感器的研究姓名：李珍珍申请学位级别：硕士专业：机械设计及理论指导教师：王洪海20100401武汉理工大学硕士学位论文摘要微透镜型光纤氢气传感器结构设计简单、灵敏度高、响应速度快，并且可以进行多次复用。它是一个多学科交叉的研究领域，其中涉及了氢敏感膜的研制、氢气传感器的检测技术等。如何实现各种相关技术的整体集成、降低光纤氢传感器的制造成本、提高氢敏感膜的灵敏度等是目前光纤氢气传感技术走向产业化所面临的主要问题。本论文基于氢敏感膜及光纤传感技

2、术的原理，开展了微透镜型光纤氢气传感器的技术性研究，并进行了系统性实验，以达到微透镜型光纤氢气传感器在工业现场广泛应用的目的。本文重点对氢敏感膜进行了性能优化试验，传感探头的结构设计，并研制出信号提取与处理系统，包括数据分析处理、显示系统等。此系统完成数据结果的分析，瞬时浓度的显示，超限报警等任务。本文的研究工作主要包括以下几个方面：1分析氢敏感膜的基本原理，采用光纤端面镀钯膜，通过改变膜的成份及膜厚做不同氢气浓度的试验，得到氢气浓度与光功率的数据曲线，从数据现象中找出性能较好的膜。2在理论分析的基础上，建

3、立了氢气传感测试系统设计与实验数据采集系统。该系统主要包括光电转换电路、滤波电路、C8051F120单片机、数码管显示等电路，完成将光功率信号转换为电流信号，经过单片机进行处理，用数码管显示浓度值，并通过串口方式送往上位机。3根据工作环境和钯膜无污染保护的要求，对传感器气室的结构进行了专门的设计，光纤易安装易取出，通过采用特殊的密封装置提高了气室防水防尘性能。关键词：光纤气体传感器，端面镀钯膜，氢敏感膜武汉理工大学硕士学位论文AbstractThemicro―nlin．orsensorisakindsens

4、or、析tlloffiber-optichydrogenopticalisasimplestructure，highsensitivity,strongstability,andgoodreusability．Itfieldinvolvestheofof,whichmultidisciplinarydevelopmenthydrogen―sensitivefilmandthedetectionofSOon．Howtoachievethetechnologyhydrogensensor，andoverallo

5、faofrelatedtheintegrationvarietymanufacturingtechnologies，reducecostofmicro―mirrorfibertheofoptic―hydrogensensors，andimprovesensitivitysensoretearethethatthemicro―milTorhydrogenkeyfiber-opticproblemsrecentlysensorindustrializationfacetoward．hydrogentechnol

6、ogyBasedontheoflaunchedaprinciplehydrogen-sensitivefilm,thispapermicro―mirrorsensortechnicalcardedoutfiber-optichydrogenstudies，andtoachievetheofthemicro-mirrorsystematicexperimentspurposefiber-opticsensorsusedinarticlefocusesOilhydrogenwidelyindustry．This

7、performanceofheadstructureoptimizationexperimenthydrogen-sensitivefilm，sensingdesign,andoutinstrument．Theincludesmakingspecialtestingsystemdisplaysystem,anddatescallthevalueofinstantaneousprocessingsystem．Itdisplayconcentration,alarmatthelimitationandSOon．

8、Thisincludeovemmningexperimentalproposalthefollowing：thebasicofthe1Analyseprincipleshydrogen??sensitivefilm，bychangingelementorthicknessofthefilmwithdifferentconcentrationtesttothedevelopthenWefindabetterfilm