Pt-WO_(3)纳米氢敏薄膜的制备及传感特性研究 被引量：1

1

作者 王星佺 卞正兰 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2023年第7期409-414,共6页

采用钨粉过氧化聚钨酸法制备三氧化钨溶胶,并掺杂氯铂酸。采用旋涂法制备含有铂的氢致变色三氧化钨(Pt-WO_(3))纳米薄膜。采用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜和X射线能谱分析等方法分析薄膜的性质,测试结果表明:薄膜为非晶态;薄膜... 采用钨粉过氧化聚钨酸法制备三氧化钨溶胶,并掺杂氯铂酸。采用旋涂法制备含有铂的氢致变色三氧化钨(Pt-WO_(3))纳米薄膜。采用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜和X射线能谱分析等方法分析薄膜的性质,测试结果表明:薄膜为非晶态;薄膜表面平整,没有凸起及裂痕,金属单质铂均匀分布在薄膜表面;薄膜表面均匀分布着三氧化钨分子,呈疏松多孔结构。搭建透射式光纤氢气传感系统,当氢气分子存在时,掺杂铂的三氧化钨薄膜在铂的催化下发生化学反应,进而改变薄膜的折射率,通过测试透射光强变化情况反演氢气浓度。研究结果表明,匀胶机转速为3100 r/min、旋涂时间为60 s、退火温度为400℃、退火时间为60 min的条件下制备的Pt-WO_(3)薄膜,在体积分数5%的H_(2)下通氢响应时间约为62 s,通氢前后信号响应幅值变化率约为91.54%,并且该薄膜具有良好的重复性和稳定性。 展开更多

关键词 薄膜 光纤氢气传感 铂-三氧化钨 氢敏薄膜 溶胶凝胶

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可实现多点测量的波分复用光纤氢气传感系统 被引量：2

2

作者 李建中 刘振清 +1 位作者 雷江波 刘俊 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第11期163-170,共8页

随着实际应用的发展，核电站、飞行器发动机、气体燃料等领域均提出了进行大数量点数氢气监测的要求，但目前已有的光纤氢气传感系统仅能实现单点测量。为解决上述问题，将波分复用技术和光纤氢气传感技术相结合，设计了一种可实现多点... 随着实际应用的发展，核电站、飞行器发动机、气体燃料等领域均提出了进行大数量点数氢气监测的要求，但目前已有的光纤氢气传感系统仅能实现单点测量。为解决上述问题，将波分复用技术和光纤氢气传感技术相结合，设计了一种可实现多点测量的波分复用光纤氢气传感系统，阐述了该系统的基本原理、光路结构和技术优势，并从理论上分析了进行多点氢气监测的可行性。根据理论分析的结果，基于已有器材搭建了一套4通道的波分复用光纤氢气传感系统，同时设计了一套实验装置并利用该装置对传感系统进行了验证实验。通过对光纤链路各节点传输光光谱和传感头反射信号光功率的测试，验证了所提出的新型氢气传感系统不仅可以实现多点测量，而且各测点具有较好的独立性和性能，l小时内测量稳定性优于±1％，测量范围达到了0-4％，基本误差优于±2％。理论分析和实验结果对于研究大数量点数氢气测量技术及系统极具参考意义。 展开更多

关键词 光纤光学 光纤氢气传感 钯 波分复用 气室

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可实现多点测量的波分复用光纤氢气传感系统 被引量：1

3

作者 李建中 刘振清 +1 位作者 雷江波 刘俊 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第8期87-93,共7页

摘要 （ 2 ） 引用本文 随着实际应用的发展，核电站、飞行器发动机、气体燃料等领域均提出了进行大数量点数氢气监测的要求，但目前已有的光纤氢气传感系统仅能实现单点测量。为解决上述问题，将波分复用技术和光纤氢气传感技术相结合... 摘要 （ 2 ） 引用本文 随着实际应用的发展，核电站、飞行器发动机、气体燃料等领域均提出了进行大数量点数氢气监测的要求，但目前已有的光纤氢气传感系统仅能实现单点测量。为解决上述问题，将波分复用技术和光纤氢气传感技术相结合，设计了一种可实现多点测量的波分复用光纤氢气传感系统，阐述了该系统的基本原理、光路结构和技术优势，并从理论上分析了进行多点氢气监测的可行性。根据理论分析的结果，基于已有器材搭建了一套4通道的波分复用光纤氢气传感系统，同时设计了一套实验装置并利用该装置对传感系统进行了验证实验。通过对光纤链路各节点传输光光谱和传感头反射信号光功率的测试，验证了所提出的新型氢气传感系统不仅可以实现多点测量，而且各测点具有较好的独立性和性能，一小时内测量稳定性优于±1%，测量范围达到了0～4%，基本误差优于±2%。理论分析和实验结果对于研究大数量点数氢气测量技术及系统极具参考意义。 展开更多

关键词 光纤氢气传感 光纤光学 钯 波分复用 气室

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光纤氢气传感技术的研究进展 被引量：8

4

作者 许琰玮 刘永智 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2006年第7期27-31,共5页

分析了光纤氢传感器在氢气浓度探测中显现的特殊优势,综述了目前国内外光纤氢传感技术发展的现状与应用,简述了光纤氢气传感器的工作原理,分别介绍了干涉型光纤氢传感器、微透镜型光纤氢传感器、布拉格光栅型光纤氢传感器、标准具型光... 分析了光纤氢传感器在氢气浓度探测中显现的特殊优势,综述了目前国内外光纤氢传感技术发展的现状与应用,简述了光纤氢气传感器的工作原理,分别介绍了干涉型光纤氢传感器、微透镜型光纤氢传感器、布拉格光栅型光纤氢传感器、标准具型光纤氢气传感器以及渐逝场型光纤氢传感器的结构、检测原理及性能,展望了光纤氢传感器的广阔应用前景。 展开更多

关键词 传感器技术 光纤氢气传感器 氢检测 钯膜

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基于钯及其复合膜的光纤氢气传感器特性研究 被引量：8

5

作者 刘宏亮 杨明红 +3 位作者 代吉祥 李小兵 廖招龙 何伟 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期3398-3402,共5页

提出了一种新型光纤氢气传感器的制作方法。将光纤的包层侧边部分抛磨成"D"形状,用磁控溅射法在表面镀上钯(Pd)和Pd/WO3氢气敏感薄膜,制作出了倏逝场型光纤氢气传感器。实验结果表明,镀有Pd/WO3复合膜的传感器具有较好的线性... 提出了一种新型光纤氢气传感器的制作方法。将光纤的包层侧边部分抛磨成"D"形状,用磁控溅射法在表面镀上钯(Pd)和Pd/WO3氢气敏感薄膜,制作出了倏逝场型光纤氢气传感器。实验结果表明,镀有Pd/WO3复合膜的传感器具有较好的线性关系和可重复性,单模光纤比多模光纤稳定性好。 展开更多

关键词 光纤光学 光纤氢气传感器 倏逝场 抛磨 磁控溅射

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基于Pd及其复合膜的光纤氢气传感器的研究进展 被引量：3

6

作者 杨孟宇 牛萍娟 +1 位作者 宁平凡 赵地 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2023年第1期1-5,共5页

介绍了光纤氢气传感器的传感机理,总结了近年来,国内外基于钯(Pd)及其复合膜的光纤氢气传感器的研究现状,对比了不同传感器的测量方法、探头结构和传感性能。阐述了光纤氢气传感器的理论模型及其实际局限性。提出新型氢敏材料、优化光... 介绍了光纤氢气传感器的传感机理,总结了近年来,国内外基于钯(Pd)及其复合膜的光纤氢气传感器的研究现状,对比了不同传感器的测量方法、探头结构和传感性能。阐述了光纤氢气传感器的理论模型及其实际局限性。提出新型氢敏材料、优化光纤微结构设计是提高光纤氢气传感器重复性、灵敏度和响应时间的研究方向。 展开更多

关键词 光纤氢气传感器 钯及其复合膜 传感机理

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光纤氢气传感器结构创新研究

7

作者 林真理 舒安庆 +2 位作者 丁克勤 刘世林 李志峰 《中文科技期刊数据库（引文版）工程技术》 2024年第5期0115-0118,共4页

氢气是重要的化工原料及新能源汽车燃料,但其易燃易爆性质要求高效监测以确保安全。传统氢气传感器难以满足现代需求,因此开发新型传感器具有重要意义。光纤氢气传感器具有近距离监测、体积小、成本低、高灵敏度等优点,是研究的热点之... 氢气是重要的化工原料及新能源汽车燃料,但其易燃易爆性质要求高效监测以确保安全。传统氢气传感器难以满足现代需求,因此开发新型传感器具有重要意义。光纤氢气传感器具有近距离监测、体积小、成本低、高灵敏度等优点,是研究的热点之一。主要分为微透镜型、干涉型、渐逝场型和光纤光栅型,每种类型都有自己的工作原理和应用环境。不同传感器类型在稳定性、灵敏度、成本等方面有所不同。光纤光栅因为其简单结构、低成本、大面积监测优势,而被认为有良好的发展前景。本文提出了一种新型面型光栅光纤型氢气传感器,有成本低,稳定性高,灵敏度高等优点。 展开更多

关键词 氢气 光纤氢气传感器 灵敏度 面型光纤光栅型。

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透射式光纤氢气传感系统构建与算法优化 被引量：2

8

作者 卞正兰 缪小康 +4 位作者 张桂林 初凤红 魏双娇 裴丹 孙义盛 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第9期3730-3737,共8页

氢气作为绿色清洁能源被广泛应用,但由于氢气易燃易爆易泄漏的特性,研发一种安全可靠的光纤氢气传感器是安全使用氢气的前提。采用溶胶-凝胶法制作三氧化钨/铂(WO_(3)/Pt)氢敏薄膜,基于透射式光纤氢气传感系统进行氢气浓度检测。由于氢... 氢气作为绿色清洁能源被广泛应用,但由于氢气易燃易爆易泄漏的特性,研发一种安全可靠的光纤氢气传感器是安全使用氢气的前提。采用溶胶-凝胶法制作三氧化钨/铂(WO_(3)/Pt)氢敏薄膜,基于透射式光纤氢气传感系统进行氢气浓度检测。由于氢敏薄膜与氢气发生化学反应时,容易受温度影响,并且在此过程中会产生水,阻碍反应的进行,因此氢气浓度与光电探测器接收到的光强信号呈现非线性特性。为了提高氢气检测的准确度,使用支持向量回归(support vector regression,SVR)、反向传播(back propagation,BP)和径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络等算法对测试数据进行优化,通过计算算法的平均相对误差率和决定系数(R^(2))来对比3种算法的优劣。与BP和RBF神经网络相比,SVR算法预测样本的平均相对误差率低至3.8%,R^(2)高达0.9998,对氢气浓度具有更好的预测效果。 展开更多

关键词 SVR BP神经网络 RBF神经网络 透射式光纤氢气传感系统

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渐逝场型光纤钯膜氢气传感器的研制 被引量：4

9

作者 严启发 刘永智 赵羽 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2008年第4期5-7,共3页

文中论述了渐逝场型光纤氢气传感器的传感结构和工作原理,并对传感头镀膜技术进行了仔细分析,由此确定出钯膜的最佳厚度以及膜厚控制方法。在此理论指导下,研制出渐逝场型光纤钯膜氢气传感器。经过气体浓度测试表明,氢气传感器输出的实... 文中论述了渐逝场型光纤氢气传感器的传感结构和工作原理,并对传感头镀膜技术进行了仔细分析,由此确定出钯膜的最佳厚度以及膜厚控制方法。在此理论指导下,研制出渐逝场型光纤钯膜氢气传感器。经过气体浓度测试表明,氢气传感器输出的实验数据与理论分析结果符合较好,试验结果准确揭示了钯膜氢敏特性与膜厚的变化规律。 展开更多

关键词 光纤氢气传感器 渐逝场 钯膜 测试

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多层Au-Pd核壳纳米颗粒膜增敏的光纤氢气传感器 被引量：4

10

作者 穆青青 刘晓波 刘伟 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1681-1687,共7页

高灵敏度、快速响应的光纤氢气传感技术是未来氢气传感技术的发展方向,对保障氢能系统安全具有重要意义。针对纳米尺度的钯基氢敏材料难以与光器件耦合的问题,本文采用水相合成及离心沉积方法制备具有快速氢气响应特性的Au-Pd核壳纳米... 高灵敏度、快速响应的光纤氢气传感技术是未来氢气传感技术的发展方向,对保障氢能系统安全具有重要意义。针对纳米尺度的钯基氢敏材料难以与光器件耦合的问题,本文采用水相合成及离心沉积方法制备具有快速氢气响应特性的Au-Pd核壳纳米颗粒膜,搭建了含有Au-Pd核壳纳米颗粒氢敏膜阵列的透射式传感系统,实现了光信号与多层纳米颗粒膜阵列的耦合,通过提高敏感材料对光信号的调制能力增强了传感器的灵敏度。实验研究表明,本文制备的Au-Pd核壳纳米颗粒膜粒径为48 nm,Pd层厚度约为4 nm。该敏感薄膜对4%浓度氢气的响应时间小于3 s,且在循环测试中显示了良好的重复性和稳定性。通过3片薄膜阵列传感,在不影响传感器响应速度的同时将传感器灵敏度提升至最高,为单片膜的2.7倍。该研究为开发高性能光纤氢气传感器提供了重要指导。 展开更多

关键词 氢气传感 光纤氢气传感器 Au-Pd纳米颗粒 多层膜增敏

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光纤氢气传感技术(特邀) 被引量：3

11

作者 李慧 杨远洪 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期370-381,共12页

光纤氢气传感器采用光纤作为传光或者传感的介质,基于氢敏材料的相关理化特性实现氢气检测,具有本质安全、稳定性好、体积小、质量轻和易组网等优良特性,是目前氢气传感和光纤传感领域的研究热点。文中首先介绍了典型氢敏材料的作用机... 光纤氢气传感器采用光纤作为传光或者传感的介质,基于氢敏材料的相关理化特性实现氢气检测,具有本质安全、稳定性好、体积小、质量轻和易组网等优良特性,是目前氢气传感和光纤传感领域的研究热点。文中首先介绍了典型氢敏材料的作用机理及特点,然后依据氢敏材料的调制机理,综述了几类典型的光纤氢气传感技术及基于受激拉曼增益或色散的新型光纤氢气传感技术,最后从传感器关键工艺及环境适应性方面分析了目前光纤氢气传感器实用化需要解决的问题,并对未来的研究方向进行了展望。 展开更多

关键词 光纤氢气传感器 氢敏材料 应变调制 折射率调制 温度调制

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光纤法布里珀罗氢气检测技术 被引量：2

12

作者 张毅 庄志 +3 位作者 黎启胜 张敏 杨振 廖延彪 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第10期1386-1389,共4页

实现对密闭容器内的微量氢气进行快速准确的测量,对提高产品的贮存安全性有重要意义,为此开展了一种具有实用性的新型光纤传感器研究。介绍了基于溅射钯银合金膜的非本征法布里-珀罗光纤氢气传感器系统的工作原理,通过应力传递过程的分... 实现对密闭容器内的微量氢气进行快速准确的测量,对提高产品的贮存安全性有重要意义,为此开展了一种具有实用性的新型光纤传感器研究。介绍了基于溅射钯银合金膜的非本征法布里-珀罗光纤氢气传感器系统的工作原理,通过应力传递过程的分析,建立了法布里-珀罗腔腔长变化与氢浓度关系的数学模型,并推导出传感器灵敏度计算方法。实验通过在一定浓度下研究该传感器的氢响应特性,证实了该氢气检测方法的可行性,并且其理论模型与实验结果吻合较好。 展开更多

关键词 光纤氢气传感器 气体检测 非本征法布里珀罗干涉仪 钯银合金膜

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氢气传感器的研究现状

13

作者 胡宇涵 王洋洋 +2 位作者 夏露 刘畅 王明伟 《电子乐园》 2022年第10期109-111,共3页

本文介绍氢气传感器的研究进展,根据原理的不同,分别介绍了半导体型氢气传感器、催化燃烧式氢气传感器、光纤型氢气传感器、电化学型氢气传感器、固体电解质氢气传感器以及柔性氢气传感器。

关键词 半导体型氢气传感器 催化燃烧式氢气传感器 光纤型氢气传感器 电化学型氢气传感器 固体电解

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