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根据检测原理的不同，光纤氢气传感器分为F-P干涉型、微镜型、消逝场型、布拉格光栅型等类型。F-P干涉型和消逝场型的氢气传感器制造技术复杂、可靠性差；微镜型和布拉格光栅型氢传感器发展较为成熟、开始进入实用检测氢气浓度，由于使用的光纤类型限制，这种技术受温度的影响大，容易产生温度和氢气浓度传感信号交叉，影响其使用效果。 该项目开发出一种基于保偏光子晶体光纤干涉系统的氢气浓度检测装置。传感光纤可以制作成满足检测浓度要求的最佳长度，所镀钯膜的长度可以较长，且钯膜的长度越长，氢气浓度检测灵敏度越高。对于其他类型光纤氢气传感器，该项目所开发装置中增加光学检测系统中传感光纤的镀膜长度易于实现，从而提高了氢气检测的灵敏度。

该项目所开发氢气浓度检测装置的优点在于： 1. 利用镀有钯膜的保偏光子晶体光纤作为氢气传感头来获取被测对象的氢气浓度信息，具有温度和电磁干扰不敏感的特性，使测得的氢气浓度检测结果精确、测试适应性强。 2. 利用该光纤传感系统作为检测装置，该装置中的镀有钯膜的保偏光子晶体传感光纤可以根据检测灵敏度要求设计镀膜部分长度，通过增加镀有钯膜光纤的长度，可以提高氢气检测灵敏度。 3. 利用该光学检测系统作为检测装置，测试系统性能可靠、稳定，结构简单、操作方便，抗干扰能力强、精度高，实现对波长的绝对检测，波长检测精度高。 4. 设计所使用的光纤耦合器反射端作为光源与光谱接收装置的共用端口，增强了系统的集成性并降低了成本。

一种氢气浓度检测装置,它由氢气传感头(10),集成光信号模块(2)和信号处理单元(3)组成,彼此之间相互连接;其中,氢气传感头(10)包括有镀有钯膜的保偏光子晶体传感光纤(1),第一光纤耦合器4a,保护套管(5),光纤固定架(6),光纤适配器(7),尾纤护套(14);集成光信号模块(2)包括光源(8),光谱接收装置(9)和第二光纤耦合器4b;该装置采用的光路性能可靠,稳定;采用的镀有钯膜的保偏光子晶体光纤的材料一致性好,具有良好的温度不敏感性;氢敏钯膜的镀膜长度可以根据灵敏度要求设计,实现高灵敏度检测.本发明对温度的变化不敏感,系统结构简单,操作方便,抗干扰能力强,精度高.

北航工研院相关研发团队

核燃料后处理工程中，部分贮槽的高放射性废液会因辐解而产生氢气，其浓度将随着时间延长而逐渐累积，氢气积累达到氢气的爆炸极限的上限值，存在发生爆炸危险，因此需要设置氢气浓度监测装置，能够实时对高放射性废液释氢浓度进行监测，以便于呼排系统将气相中的气体排出。

cn205003131u公开了一种一体化氢气浓度监测装置，通过压空喷射器将具有微负压环境的贮槽内的样气抽入氢气分析仪中进行分析，考虑到辐射安全问题，氢气浓度监测装置与贮槽往往相隔较远，而氢气分析仪所需流量较小，这导致装置在启动时，压空喷射器需要较长时间才能将输送管道中的原始气体抽走，从而导致该装置的启动响应时间过长，难以适应紧急情况下的氢气浓度检测。

本成果可支持技术转让，技术合作，技术咨询等方式合作。