系統(tǒng)的工作原理氫氣的光纖檢測系統(tǒng)主要包括探頭設(shè)計、前端信號放大電路和LabVIEW的信號處理三大部分，完整的原理框圖如所示，該系統(tǒng)中采用雙光路檢測，一路是參考光，直接從光源處分出來的光強(qiáng)，它包含外界環(huán)境影響、光纖本身變化的信息；另外一路接收光是經(jīng)過檢測光路鈀膜折射回來的光，它包含了氫氣濃度的信息和外界環(huán)境、光纖本身變化的信息。光源驅(qū)動電路單獨隔離，產(chǎn)生特定頻率可調(diào)的方波調(diào)制信號進(jìn)入光纖。光進(jìn)入光纖耦合器后分光，一路作為參考光直接回到參考光探測器，另外一路作為信號光經(jīng)過鈀膜反射回來進(jìn)入信號光探測器。

　　圖氫氣傳感器檢測氫氣濃度的信號是緩變的微弱信號，同時信號中參雜有各種噪聲（例如1/f噪聲、時間漂移和溫度漂移），為了提高信號的噪聲比和克服各種噪聲的不利影響，有必要對信號進(jìn)行濾波和放大處理。簡單的電容隔直能夠有效地抑制低頻段噪聲和漂移。由于檢測氫氣傳感器檢測氫氣濃度的信號非常微弱，所以將放大濾波后的信號經(jīng)過有效值（RMS）的轉(zhuǎn)化，將參考信號的有效值和檢測信號的有效值相除，就可以將兩路光纖的公共影響因素（比如：光路振動，溫漂，光源的不穩(wěn)定等等）消除，從而檢測出氫氣的濃度信號。

　　它的傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計如所示。探頭是在光纖的端部鍍一層稀有金屬鈀，光源通過光纖注入的光在端面上產(chǎn)生反射和折射，當(dāng)鈀膜置于氫氣的環(huán)境下，鈀膜的折射率和反射率都會發(fā)生變化。這種傳感器就是來檢測鈀膜反射回來的光的強(qiáng)弱變化來檢測氫氣的濃度的，反射率的減少取決于氫氣的濃度。鈀膜是傳感器的最關(guān)鍵的部分，它的厚度對反應(yīng)時間和靈敏度都有影響，較厚的鈀膜的吸氫的量大，因而反應(yīng)時間較長，但是靈敏度高；較薄的鈀膜吸氫的量小，因而反應(yīng)時間較短，但靈敏度降低。所以，針對不同的檢測要求和實驗環(huán)境必須選取不同的鈀膜厚度來檢測氫氣的濃度。在該實驗室中，我們采用高溫蒸鍍20nm的鈀膜作為氫氣的反應(yīng)媒介。

　　系統(tǒng)的信號放大電路由于傳感器探頭檢測出氫氣濃度變化屬于微弱信號，所以要將光電探測器輸出的電信號放大到采集卡能夠分辨的程度，放大信號越接近采集卡的量程采集卡采集的數(shù)據(jù)就越精確。