(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211076742.3 (22)申请日 2022.09.05 (71)申请人 中国工商银行股份有限公司 地址 100140 北京市西城区复兴门内大街 55号 (72)发明人 姚冕　吴蕃　张磊　郑广斌　 (74)专利代理 机构 北京三友知识产权代理有限 公司 11127 专利代理师 王首峰　任默闻 (51)Int.Cl. G01N 21/45(2006.01) G01N 21/01(2006.01) G01N 21/39(2006.01) G01D 5/353(2006.01) (54)发明名称 光纤氢气传感器探头、 氢气检测方法、 装置 及系统 (57)摘要 本申请公开了一种光纤氢气传感器探头、 氢 气检测方法、 装置及系统， 涉及光纤传感技术领 域和氢气泄露检测领域。 该光纤氢气传感器探头 包括光纤以及设置于光纤一侧端面上的悬空反 射结构； 悬空反射结构包括由支撑臂、 固定设置 与支撑臂上的中央反射镜以及固定设置于端面 上的支撑凸点； 支撑凸点与支撑臂连接， 以将支 撑臂以及其上的中央反射镜悬空设置于端面上 方； 中央反射镜的表面和支 撑臂的表 面上涂覆有 一层金属钯， 且中央反射镜与端面中心对准， 以 反射通过光纤传输的入射光。 本申请采用光纤光 学传感器的技术路径， 从根本上解决了电学设备 不适应加氢站等易燃易爆特殊场景的弊端； 由于 光纤传感器具有可复用的特性， 大大降低了应用 成本。 权利要求书2页 说明书8页 附图5页 CN 115420710 A 2022.12.02 CN 115420710 A 1.一种光纤氢气传感器探头， 其特征在于， 包括光纤以及设置于所述光纤一侧端面上 的悬空反射结构； 所述悬空反射结构包括支撑臂、 固定设置与所述支撑臂上的中央反射镜以及固定设置 于所述端面上 的支撑凸点； 所述支撑凸点与所述支撑臂连接， 以将所述支撑臂以及其上 的 中央反射镜悬 空设置于所述端面上方； 所述中央反射镜的表面和所述支撑臂的表面上涂覆 有一层金属钯， 且中央反射镜与所述端面中心对准， 以反射 通过所述光纤传输的入射 光。 2.根据权利要求1所述的光纤氢气传感器探头， 其特征在于， 所述支撑臂为中心对称结 构， 所述中央反射镜设置 于所述支撑臂的对称中心。 3.根据权利要求1或2所述的光纤氢气传感器探头， 其特征在于， 所述光纤氢气传感器 探头对氢气的灵敏度、 检测极限以及动态检测范围通过调整所述支撑臂的几何形状、 尺寸 或所述金属钯的厚度实现。 4.一种氢气检测系统， 其特征在于， 包括设置于远端机房的光学信号处理系统以及布 设于加氢站的N个光纤氢气传感器探头； 其中， 所述光纤氢气传感器探头为权利要求 1至3中 任一项所述的光纤氢气传感器探 头； 所述光学信号处 理系统包括： 可调谐激光器， 用于产生激光； 光耦合器， 与所述可调谐激光器连接， 用于将所述激光均分为 N路入射激光； 环形器模组， 与所述光耦合器以及所述光纤氢气传感器探头连接， 用于通过光纤链路 将所述N路入射激光分别 传输至N个光纤氢气传感器探头， 以及接收各光纤氢气传感器探头 反射的N路 反射激光； 光电转换模组， 与所述环形器模组连接， 用于将所述 N路反射激光 转换为N路电信号； 信号分析装置， 与所述光电转换模组连接， 用于基于所述N路电信号进行分析得到氢气 检测结果； 后端处理装置， 基于所述信号分析装置生成报警信号。 5.根据权利要求 4所述的氢气检测系统， 其特 征在于， 所述 光纤氢气传感器探 头包括： 氢气泄露传感器探 头， 布设于所述加氢站的环境 监测点， 用于 探测泄露的氢气； 氢气流量传感器探头， 布设于所述加氢站 的加氢枪氢气通道内部， 用于检测加氢枪中 氢气的流速和流 量。 6.根据权利要求4所述的氢气检测系统， 其特征在于， 所述可调谐激光器产生的激光的 波长与所述 光纤氢气传感器探 头反射光谱的斜 率最大点对应的波长一 致。 7.一种氢气检测方法， 其特征在于， 应用于权利要求4至6中任一项所述的氢气检测系 统， 包括： 接收光纤氢气传感器探 头反射的反射激光； 对所述反射激光进行光电转换， 得到光纤氢气传感器探 头对应的反射图谱； 根据所述反射图谱以及预设的基准图谱确定光纤氢气传感器探头对应的干涉条纹偏 移量； 其中， 所述基准图谱为 光纤氢气传感器探 头在无氢气环境中的反射图谱； 根据所述干涉条纹偏移量以及预设的干涉条纹偏移量与氢气浓度的对应关系确定氢 气浓度。 8.一种氢气检测装置， 其特征在于， 应用于权利要求4至6中任一项所述的氢气检测系权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115420710 A 2统， 包括： 反射激光接收模块， 用于 接收光纤氢气传感器探 头反射的反射激光； 反射图谱确定模块， 用于对所述反射激光进行光电转换， 得到光纤氢气传感器探头对 应的反射图谱； 干涉条纹偏移量确定模块， 用于根据 所述反射图谱以及预设的基准图谱确定光纤氢气 传感器探头对应的干涉条纹偏移量； 其中， 所述基准图谱为光纤氢气传感器探头在无氢气 环境中的反射图谱； 氢气浓度确定模块， 用于根据 所述干涉条纹偏移量以及预设的干涉条纹偏移量与 氢气 浓度的对应关系确定氢气浓度。 9.一种计算机设备， 包括存储器、 处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计 算机程序， 其特征在于， 所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求7所述的氢气 检测 方法。 10.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 所述计算机可读存储介质存储有计算机程 序， 所述计算机程序被处 理器执行时实现权利要求7 所述的氢气检测方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115420710 A 3