عنوان اختراع: حسگر گاز هیدروژن مبتی بر فیبرنوری نازك شده"Hydrogen gas Sensor based on tapered optical fiber"

خلاصه اختراع

امروزه گاز هیدروژن در صنایع پتروشیمی و صنایع شیمیایی و بسیاری از كاربردهای صنعتی مورد توجه قرار گرفته است. همچنین با توجه به گسترش انتشار گازهای گلخانه ای در طی سالهای اخیر، گاز هیدروژن به عنوان منبع سوخت سازگار با محیط زیست جایگزین سوختهای فسیلی شده است علاوه بر این گاز هیدروژن به عنوان سوخت برخی موشكها و ماهواره برها و شاتلها مورد استفاده قرار می گیرد علیرغم همه خصائص راهبردی و كاربردی گاز هیدروژن انتشار 4 درصد گاز هیدروژن در محیط آزاد و فراهم شدن 0.02 میلی ژول انرژی فعالسازی از طرق مختلف می تواند سبب انفجار گردد بنابراین ساخت حسگری كه توانایی شناسایی مقادیر كم گاز هیدروژن در محیط را داشته باشد و پیش از بروز انفجار مهیب در محیط نسبت به ورود گاز در محیط هشدار دهد بسیار ضروری است. با نازك كردن فیبرنوری میزان میرایی میدان الكتریكی افزایش میابد و به تبع آن میدان میرا به سادگی با محیط خارجی برهمكنش دارد. علاوه بر این می توان مدهای انتشاری در فیبرنوری را كنترل كرد كه حسگر ساخته شده در این روش بر مبنای تغییر شدت نور ورودی كار می كند. در این اختراع از یك Laser كه در محدوده طول موج زیر قرمز است و با استفاده از یك فتودیود كه در آن محدوده كار میكند می توان تغییرات شدت را مشاهده كرد. به منظور شناسایی گاز هیدروژن در محیط باید ناحیه نازك شده توسط پالادیوم لایه نشانی شود. لایه پالادیوم نسبت به هیدروژن به صورت گزینشی عمل می كند به عبارتی دیگر تنها گاز هیدروژن را جذب می كند. با انتشار گاز هیدروژن در محیط و نفوذ آن در پالادیم سبب تغییر خصوصیات اپتیكی پالادیوم می شود. كه این تغییرات را می توان در شدت نور خروجی مشاهده كرد. در این اختراع از فیبرنوری تك مد به قطر 125 و قطر هسته 9 میكرون مورد استفاده قرار می گیرد كه با استفاده از روش گرما كششی نازك شده است و زمان پاسخ حدود 10 ثانیه است. در این اختراع توانستیم سرعت پاسخ حسگر را نسبت به نمونه های جهانی به طور چشمگیری بهبود ببخشیم.