氫在能源和氣候政策中發(fā)揮著關鍵作用。與其他氣態(tài)或液態(tài)能源相比，氫氣應用必須考慮特殊的安全要求，因為在某些條件下，除了爆炸危險之外，儲罐或管道中的泄漏可能會產生易爆的空氣-氫氣混合物。

為了進一步提高處理氫氣時的安全水平，光纖傳感器可以檢測氫氣，并且在許多方面優(yōu)于傳統(tǒng)傳感器。為了實現(xiàn)既定的氣候目標并防止全球變暖加劇，所有國家都必須盡快在其能源結構預算中減少化石燃料的消耗。

氫技術作為一種可持續(xù)的替代品越來越受到重視——尤其是在工業(yè)生產和運輸領域。必須考慮適當?shù)陌踩A防措施，無論在哪里使用、儲存、運輸和轉移氫氣。

盡管氫氣無毒，重量比空氣輕，因此會上升到頂部，但仍可能發(fā)生危險情況：確實，如果空氣中的氫氣濃度超過4%的閾值，并有足夠的壓力，這種情況很快就會發(fā)生。氫氣罐或房間通風不良，一個小的點火源，一個火花，就足以引發(fā)爆炸。

體積小，易于集成，沒有固有的安全風險

我司光纖傳感器基本上沒有這種風險。同時，它們不需要復雜的布線，體積小，可以輕松集成到需要監(jiān)控的工廠或車輛的各種結構中。

光纖幾乎用于安全相關的傳感應用中，因為它們堅固耐用，直徑只有大約為四分之一毫米。光纖要成為氫傳感器，需要在許多地方進行修改。

為此，首先使用激光將某些結構壓印到光纖芯中，形成所謂的光纖布拉格光柵：一種確保光在特定波長反射的周期性折射率調制。

然后在玻璃纖維的感覺部分涂上一層特殊的功能涂層，以確保玻璃纖維與氫氣發(fā)生特異性反應。

鈀有吸收氫的能力，就像海綿一樣。一旦這兩種物質相遇，氫就會分解成原子碎片，釋放出來的氫原子會穿透鈀的晶體框架。

這會導致光纖伸長，可以通過內置光纖布拉格光柵即時測量反射光信號的變化。一旦空氣中的氫氣濃度再次下降，氫氣就會從鈀中釋放出來。

這意味著涂層不會損壞，傳感器可以重復使用。

廣泛應用的潛力

然而，這并不是我司研究人員測試過的唯一方法。例如，也可以用其纖維包層已被蝕刻掉的玻璃纖維來檢測氫，或者在玻璃纖維表面涂上一層非常薄的納米顆粒。

在實踐中，新型光纖傳感器可以成為氫動力汽車的一個組成部分，用于監(jiān)測加氫站、汽車維修店或電解槽。

基于這項技術，可以輕松擴展更大的傳感器網絡，同時在多個點監(jiān)控氫基礎設施。用于記錄測量數(shù)據(jù)的電子設備，例如用于對光纖傳感器進行光學評估的光譜儀，可以安裝在傳感器范圍內的安全位置。

如果超過一定濃度的氫氣泄露并且傳感器檢測到該濃度，則觸發(fā)相關應用的警報管理系統(tǒng)并啟動特定措施，例如聲音警告信號、關閉閥門或打開窗戶，這一切僅僅發(fā)生在幾秒鐘內。

那么上述就是有關如何使用光纖傳感器檢測氫氣的介紹，大家學會了嗎？

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