本實用新型屬于傳感器領(lǐng)域，具體涉及一種鍍鈀光纖氫氣傳感器。
背景技術(shù)：
氫氣因其燃燒充分，易制備等特點，成為一種深受歡迎的清潔能源，應(yīng)用于航天、發(fā)電等領(lǐng)域。同時，它又具有較寬的爆炸極限(4％-75％體積比)，使用時得十分注意其濃度變化。因此，氫氣泄露檢測或高精度的氫氣濃度檢測顯得尤為重要。
光纖傳感器具有抗電磁干擾和便于遠距離遙感等特點，尤其是不涉及任何明火，因此安全可靠，廣泛應(yīng)用于各種易燃易爆場合。1984年美國Sandia國家實驗室Butler和Ginley教授首次研究光纖氫敏傳感技術(shù)，隨后美國國家航空航天局、波音公司、馬里蘭大學(xué)、DCH Technologies、華盛頓大學(xué)、加拿大多倫多大學(xué)、法國的信號與儀器處理實驗室和澳大利亞的新南威爾士大學(xué)等單位相繼開展了此項技術(shù)的研究，多種光纖氫氣傳感器被設(shè)計和研制。如基于光纖布拉格光柵、光纖干涉儀、表面等離子結(jié)構(gòu)，以及光纖倏逝場結(jié)構(gòu)等各種光纖傳感器應(yīng)運而生。如Ying Wang提出通過在選擇性填充的光子晶體光纖干涉儀表面涂敷Pt-loaded WO3粉末，利用氫敏粉末的熱效應(yīng)和光纖干涉儀較高的溫度敏感特性從而實現(xiàn)了氫氣的高靈敏度檢測。但其缺點是需要應(yīng)用到價格昂貴的光子晶體光纖，且其選擇性填充需要應(yīng)用到飛秒激光器，制備比較復(fù)雜，限制該傳感器的廣泛應(yīng)用。Garcia和Mandelis提出將半導(dǎo)體激光器發(fā)出的激光通過分束器產(chǎn)生兩束光波并分別照射在氣流室中鍍有鈀膜的氫氣敏感面和鍍有鋁膜的參考極板上，通過比較兩束光最終的光強來實現(xiàn)探測氫氣濃度，該方法提高了傳感器對環(huán)境的適應(yīng)性和測試精度。然而，這些傳感器受限于光纖本身微弱的彈光效應(yīng)或折射率不敏感特性，導(dǎo)致其氫氣傳感的靈敏度不高，通常都低于5nm/％(v/v)。表面等離子結(jié)構(gòu)的光纖傳感器具有較高的靈敏度，但是需要精確控制鍍膜厚度(通常是納米量級)，因此其制備較復(fù)雜，其使用受到一定限制。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型公開了一種鍍鈀光纖氫氣傳感器。
本實用新型所采用的技術(shù)方案是：該傳感器包括單模光纖1、毛細管和單模光纖2以及鈀膜，其特征在于：所述的光纖傳感器是將單模光纖1、一小截毛細管與單模光纖2依次熔接而成。單模光纖2暴露的端面為光滑平面，且該面上鍍有鈀膜。進一步，所述的單模光纖1與單模光纖2均為通信用單模光纖，其包層直徑為125微米；所述的毛細管為石英毛細管，內(nèi)徑為10-80微米，外徑為120-150微米，其長度為4-10微米；所述的單模光纖2長度為100-300微米；所述的鈀膜的厚度為10-50納米。
本實用新型的具體工作原理是：毛細管與單模光纖的兩個熔接面作為兩個反射面，構(gòu)成鈀一個FP干涉儀，當鈀膜吸收氫氣后，其折射率減小，從而導(dǎo)致干涉儀的反射譜消光比發(fā)生相應(yīng)變化(增大)，因而通過對反射光譜進行強度解調(diào)，可以實現(xiàn)氫氣的濃度測量。
本實用新型的有益效果是：
1)傳感器由單模光纖和毛細管組成，制備過程中只需使用普通商用光纖熔接機，具有成本低、制備簡單的優(yōu)點。
2)傳感器尺寸小，具有較好的機械強度，同時方便在狹小空間使用。
3)巧妙利用H2與鈀的反應(yīng)，實現(xiàn)了氫氣濃度的高靈敏度測量。
附圖說明
下面結(jié)合附圖及具體方式對本實用新型作進一步說明。
圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中：
1.單模光纖1，2.毛細管，3.單模光纖2，4.鈀膜
具體實施方式
如圖1，制備傳感器的步驟為：第一步，將一小截毛細管和通信用單模光纖1直接熔接；第二步，將一小截單模光纖2與毛細管熔接，并將單模光纖2暴露的端面切平；第三步，在該光滑端面鍍上鈀膜。其特征為：所述的單模光纖1與單模光纖2均為通信用單模光纖，其包層直徑為125微米；所述的毛細管為石英毛細管，內(nèi)徑為10-80微米，外徑為120-150微米，其長度為4-10微米；所述的單模光纖2長度為100-300微米；所述的鈀膜的厚度為10-50納米。
使用時，傳感器的單模光纖輸入端與光纖環(huán)行器的輸出端相連，該環(huán)行器的兩個輸入端分別與寬帶光源和光譜儀相連。毛細管與單模光纖的兩個熔接面作為兩個反射面，構(gòu)成一個FP干涉儀。當鈀膜吸收氫氣后，其折射率減小，從而導(dǎo)致干涉儀的反射譜消光比發(fā)生相應(yīng)變化(增大)，因而通過對反射光譜進行強度解調(diào)，可以實現(xiàn)氫氣的濃度測量。