طراحي و ساخت حسگر گاز هيدروژن مبتني بر فيبرنوري نازك شده

كارشناسي ارشد

امروزه استفاده از گاز هيدروژن در صنايع پتروشيمي و صنايع شيميايي و بسياري از كاربردهاي صنعتي مورد توجه قرار گرفته است. همچنين با توجه به گسترش روزافزون گازهاي گلخانه‏اي در طي سالهاي اخير، گاز هيدروژن به عنوان منبع سوخت سازگار با محيط زيست‏، جايگزين سوختهاي فسيلي شده است علاوه بر اين از گاز هيدروژن به عنوان سوخت برخي موشكها و ماهواره‏برها و شاتلها مورد استفاده قرار مي‏گيرد عليرغم همه خصائص راهبردي و كاربردي گاز هيدروژن، انتشار 4 درصد گاز هيدروژن در محيط آزاد و فراهم شدن02/0 ميلي ژول انرژي فعالسازي از طرق مختلف سبب انفجار مي‏گردد با توجه به بي رنگ و بي‏بو بودن گاز هيدروژن شناسايي اين گاز توسط حواس انسان امكان‏پذير نيست. بنابراين ساخت حسگري كه توانايي شناسايي 4 درصد گاز هيدروژن در محيط را داشته باشد و پيش از بروز انفجار مهيب در محيط نسبت به ورود گاز در محيط هشدار دهد بسيار ضروري است. با نازك كردن فيبرنوري ميزان ميرايي ميدان الكتريكي افزايش مي‏يابد و به تبع آن ميدان ميرا به سادگي با محيط خارجي در ارتباط است. علاوه بر اين مي‏توان مدهاي انتشاري در فيبرنوري را كنترل كرد كه حسگر ساخته شده در اين روش بر مبناي تغيير شدت نور ورودي كار مي‏كند. در اين آزمايش مي‏توان از يك ليزر نيمه‏هادي كه در محدوده طول موج زير قرمز است و يك فتوديود كه در آن محدوده كار مي‏كند تغييرات شدت را مشاهده كرد. به منظور شناسايي گاز هيدروژن در محيط بايد ناحيه نازك شده توسط پالاديوم لايه نشاني شود. لايه پالاديوم نسبت به هيدروژن به صورت گزينشي عمل مي‏كند به عبارتي ديگر تنها گاز هيدروژن را جذب مي‏كند. انتشار گاز هيدروژن در محيط و نفوذ آن در پالاديم سبب تغيير خصوصيات اپتيكي پالاديوم مي‏شود كه اين تغييرات را مي توان در شدت نور خروجي مشاهده كرد. در اين آزمايش از دو فيبرنوري تك مد به قطر 125 و قطر هسته 9 ميكرون مورد آزمايش قرار گرفت كه با استفاده از روش گرما كششي به قطر نازك شده 6/26 و 5/15 ميكرون ساخته شد كه بهترين زمان پاسخ مربوط به حسگر 6/26 ميكروني با زمان پاسخ 13 ثانيه بود. در اين روش توانستيم به كاهش حجم محفظه سرعت پاسخ حسگر را به طور چشمگيري بهبود ببخشيم.

189566

دانشگاه علم و صنعت ايران

فيزيك اتمي مولكولي

دكتر محمد واحدي