多层纳米颗粒膜增敏的新型光纤氢气传感器研究

项目名称： 多层纳米颗粒膜增敏的新型光纤氢气传感器研究

项目编号： No.61301064

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 无线电电子学、电信技术

项目作者： 刘繄

作者单位： 武汉理工大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 为了克服传统薄膜型光纤氢气传感器灵敏度低、响应速度慢、重复性差的缺点，本项目提出了一种全新的基于纳米颗粒膜的多层透射式光纤氢气传感器。首先利用磁控溅射法在基底材料上制备附着有PdY纳米合金颗粒的复合感氢材料，然后将多片PdY合金纳米颗粒膜等间距叠放在一起作为多层透射式氢气探头，最后将两个同样的氢气探头组成带双光路补偿的光纤氢气传感器。这种多层透射结构有效地利用了纳米颗粒感氢速度快，与基底材料界面应力小等优点，弥补了少量纳米颗粒散射作用效果差的缺点，全面提高了氢气传感器的性能，为高性能氢气传感器的研究和开发提供了新的方法和理论基础。

中文关键词： 氢气传感器；光纤气体检测；纳米颗粒膜；薄膜设计理论；

英文摘要： To void the low sensitivity，slow response and poor repeatability in the traditional film optical fiber hydrogen sensor，this projection proposed an new multilayer transmission optical fiber hydrogen sensor based on the nanoparticles film. Firstly, composite sensing hydrogen material coated with the PdY alloy nanoparticles are prepared. Then several films with the PdY alloy nanoparticles are aligned as hydrogen sensing probe. Finally,a hydrogen sensor with double light path compensation is assembled with two same probes. This multilayer transmission structure effectively take advantage of rapid response and little interface stress with substrate of nanoparticles, makes up for the shortage of weak scattering effect by a spot of nanoparticles. It improves comprehensively the performance of sensors and provides new methods and theoretical basis for exploration and development of high quality hydrogen sensors.

英文关键词： Hydrogen sensors；optical fiber gas sensing；nanoparticle films；film design theory；