依托模拟器械的纤维传感器械的预设

  系统的工作原理氢气的光纤检测系统主要包括探头设计、前端信号放大电路和LabVIEW的信号处理三大部分，完整的原理框图如所示，该系统中采用双光路检测，一路是参考光，直接从光源处分出来的光强，它包含外界环境影响、光纤本身变化的信息；另外一路接收光是经过检测光路钯膜折射回来的光，它包含了氢气浓度的信息和外界环境、光纤本身变化的信息。光源驱动电路单独隔离，产生特定频率可调的方波调制信号进入光纤。光进入光纤耦合器后分光，一路作为参考光直接回到参考光探测器，另外一路作为信号光经过钯膜反射回来进入信号光探测器。

　　图氢气传感器检测氢气浓度的信号是缓变的微弱信号，同时信号中参杂有各种噪声（例如1/f噪声、时间漂移和温度漂移），为了提高信号的噪声比和克服各种噪声的不利影响，有必要对信号进行滤波和放大处理。简单的电容隔直能够有效地抑制低频段噪声和漂移。由于检测氢气传感器检测氢气浓度的信号非常微弱，所以将放大滤波后的信号经过有效值（RMS）的转化，将参考信号的有效值和检测信号的有效值相除，就可以将两路光纤的公共影响因素（比如：光路振动，温漂，光源的不稳定等等）消除，从而检测出氢气的浓度信号。

　　它的传感器的结构设计如所示。探头是在光纤的端部镀一层稀有金属钯，光源通过光纤注入的光在端面上产生反射和折射，当钯膜置于氢气的环境下，钯膜的折射率和反射率都会发生变化。这种传感器就是来检测钯膜反射回来的光的强弱变化来检测氢气的浓度的，反射率的减少取决于氢气的浓度。钯膜是传感器的最关键的部分，它的厚度对反应时间和灵敏度都有影响，较厚的钯膜的吸氢的量大，因而反应时间较长，但是灵敏度高；较薄的钯膜吸氢的量小，因而反应时间较短，但灵敏度降低。所以，针对不同的检测要求和实验环境必须选取不同的钯膜厚度来检测氢气的浓度。在该实验室中，我们采用高温蒸镀20nm的钯膜作为氢气的反应媒介。

　　系统的信号放大电路由于传感器探头检测出氢气浓度变化属于微弱信号，所以要将光电探测器输出的电信号放大到采集卡能够分辨的程度，放大信号越接近采集卡的量程采集卡采集的数据就越精确。