专利名称：三层式氢传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种传感器，具体地说是一种用于检测氢气的传感器。
背景技术：
氢是种清洁高效的能源，目前，航天飞机主要采用氢作为燃料，汽车也正在探索利用氢作为能源。但由于氢易燃易爆，所以在使用时必须随时探测是否有泄漏以保证安全使用。传统的电学传感器易产生电火花，所以基本上不适于探测氢气，所以现在采用光纤技术进行氢气探测是一种主要的解决方法。其基本技术手段就是将金属钯与光纤传感器结合，利用金属钯吸氢变形这一特性进行氢气探测。由于光纤布拉格光栅具有许多其它光纤传感器所不具备的许多优点，所以采用光纤布拉格光栅与金属钯结合是目前国内外研究的重点，也进行了一些较为成功的尝试。现有的光纤布拉格光栅-钯氢传感器的设计均采用在布拉格光纤光栅上直接涂覆金属钯的二层设计，其缺点是由于金属钯与组成光纤的石英材料相容性差，制作工艺困难，而且制成的氢传感器在较大氢浓度时易产生脱层损坏。

发明内容本发明的目的在于提供一种制造容易、性能稳定可靠、使用寿命长的三层式氢传感器。
本发明的目的是这样实现的它包括光纤光栅和包在光纤光栅外的包层，在光纤光栅的光栅处镀有镍铬合金膜，在镍铬合金膜外镀有钯膜。其中钯膜的厚度在45-50nm，镍铬合金膜的厚度在450-500nm。
金属钯具有吸收氢分子并使自身发生膨胀变形的特性，这一特性是可逆的，因而可以用来测量氢气浓度。光纤布拉格光栅具有一个反射中心波长，当其自身的温度或应变发生变化时，这一反射中心波长也随之变化，因而可以用来测量应变与温度。结合以上二个科学原理，将金属钯通过镍铬合金与布拉格光纤光栅联接起来，当金属钯吸收或释放氢气并使其自身发生变形时，这一变形通过镍铬合金传递到光纤布拉格光栅上，从而通过光纤布拉格光栅的反射中心波长的变化反映出来。因而这一传感器就具有了探测氢气浓度的功能。
由于本发明采用了三层式构造，所以相对于文献报道的氢敏传感器具有以下二个突出优点A.克服了金属钯与石英粘接性能差，制造工艺困难的缺点。
B.耐久性与稳定性好；C.降低了制造成本。
从技术层面上看，本发明结合了近年来利用光纤传感器进行氢气探测的成果，针对简化制造工艺，提高传感器使用性能和降低成本三个方面的要求提出了创新性的设计，是光纤传感器进行氢气探测走向实际工业化应用的一个突破。


附图是本发明的结构示意图。
(五)具体实施方案下面结合附图举例对本发明做更详细的描述三层式氢传感器的组成包括光纤光栅1和包在光纤光栅外的包层2，在光纤光栅的光栅5处镀有镍铬合金膜3，在镍铬合金膜外镀有钯膜4。其中钯膜的厚度在50nm，镍铬合金膜的厚度在450nm。
权利要求
1.一种三层式氢传感器，它包括光纤光栅和包在光纤光栅外的包层，其特征是在光纤光栅的光栅处镀有镍铬合金膜，在镍铬合金膜外镀有钯膜。
2.根据权利要求1所述的三层式氢传感器，其特征是三层式结构，钯膜的厚度在45-50nm，镍铬合金膜的厚度在450-500nm。
全文摘要
本发明提供的是一种三层式氢传感器。它包括光纤光栅和包在光纤光栅外的包层，在光纤光栅的光栅处镀有镍铬合金膜，在镍铬合金膜外镀有钯膜。本发明采用了三层式构造，克服了金属钯与石英粘接性能差，制造工艺复杂等缺点。耐久性与稳定性好，降低了制造成本。
文档编号G01N21/25GK1609594SQ20031010763
公开日2005年4月27日 申请日期2003年10月23日 优先权日2003年10月23日
发明者武湛君, 张博明, 陈吉安, 张晓晶 申请人:哈尔滨工业大学