物联网-智慧传输-光学氢敏传感器实验与研究.pdf
版权申诉
41 浏览量
2022-07-04
10:15:36
上传
评论
收藏 3.28MB PDF 举报
第一章背景及研究现状介绍
目前，ｌ灶界上环境和能源两大问题困扰着人类。能源短缺需鼷寻求石油、天然气的
褡代品；环蟪污染、全球变暖，则需要新髓源无污染更清洁。氢气作为一种用之不尽的
无污染能源，已在靛空火蓊发莉、氢气生产过程、鬣气贮存运输、石油提炼、念糯浮接、
低温冷却和化学合成等领域得到了广泛应用。始自７０年代，随着对新能源的不断探索，
人们希望氢气Ｉ乍汽车发动棍蛉能源，以减少环境污染秘抑制全球气候变暖，因此…些汽
车公司帮空阉技术公司郝在加紧磺究开发氢攥辩技术。美国、德阑帮鑫本等都襁继投入
巨资研究开发利用氢能源。１９７８至２００１年美国用于氯能源的研发费用累计达数十亿美
元，２００４年荧国在氢项嚣方露又将投入研发基金７５００万美元。近年来，我国科技界已对
氧燃料电漶技术产生了极大兴趣，稳继加丈了对鬣颁磊酶投入力波，相关领域鹘磺究也
ｆＦ在进行中；我国政府明确提出：
“中国的现代化，需要清洁、可再生的氢燃料技术，
藤先进的鬣燃料技术将使中国走向世界靛源市场”。
氢气研究项磊包括氨气玺产、贮存和运输、氢燃料电泣和氢气的安全往等。其中氢
气的安全性就是指氢气在开发和使用中为确保人身财产安全而采取的措旖，氢气的传感
检测在确保氯气安全性攒旗中至关重要。当空气中氮气鲍含量位予４％～７４，４％之阕时，
逡锈火藏衾产生爆炸。１９８６年的切尔潺贝乖ｊ事俘就爨由于氢渣溱瓶等致了第二次爆炸，
最终产生了一场空前的灾难。因此，研究一种安全、可靠、灵敏媵高的氢气浓度检测用
传感器就其有十分重要麴意义。
光学氮气浓度裣溺琢谨一般有两种：一是基予红外吸收帮光散射技术，光散射技术
包括瑞利散射（Ｒａｙｌｅｉｇｈ
Ｓｃａｔｔｅｒｉｎ）和ｌ拉受散射（Ｒａ—ｍａｎ
Ｓｃａｔｔｅｒｉｎ曲。尽管光散射技术可以
实现非接触测试，但使髑光学元馋多，装置复杂、戏零离、不馒予携带，因蔼仅尾予菜
鹫特殊静场合如航空、翠事领域。另一种基于氢气与某一种特殊物质的可逆纯学反应，
如钯（Ｐａｌｌａｄｉｕｍ）、铂（Ｐｌａｔｉｎｕｍ）和氧化锡（Ｔｉｎｏｘｉｄｅ）等。这种氢敏感浓度检测方法自上个
醢至纪８０年代开始至今２０多年的时间内褥到长足发鼹，谗多氢气传感器都是基予可逆豫学
反应产生物疆参数和光学特性改变的艨理。这类氢气传感器包瑟盼下四种：ＨＥＦＴ场效
应管型、Ｔｈｉｃｋ
Ｆｉｒｍ（厚膜）电阻型、ｒｎｌｉｎ
Ｆｉｒｍ（薄膜）电阻型＞｝ＤＯｐｔｉｃａｌ
Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ（光波导）
传感器型ｎ蕊三嵇均是基予物理参数的改变，如场效废管是改交檬极靛电位特瞧，蓐膜
和薄膜型均是利用Ｗｈｅａｔｓｔｏｎｅ电桥电黻豹变化特性，只有光波导传感器是一种敏感折射
５
剩余84页未读，继续阅读
资源评论
