基于敏感膜的光纖傳感器.pdf

1、光纖傳感器作為一種檢測(cè)器件,由于其耐高溫、耐腐蝕、抗電磁干擾等特性,在科學(xué)研究領(lǐng)域和工程應(yīng)用領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。在光纖的包層上鍍一層敏感膜可以用來(lái)改變光纖的傳輸特性,它具有優(yōu)異的光學(xué)特性和調(diào)節(jié)靈活的設(shè)計(jì),而使其具有誘人的應(yīng)用前景。在傳感器領(lǐng)域中,根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合,鍍膜光纖廣泛地應(yīng)用在氣體傳感器、濕度傳感器、溫度傳感器、化學(xué)傳感器和生物傳感器。本文主要研究?jī)?nèi)容為基于敏感膜的光纖傳感器,具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　1、實(shí)現(xiàn)了一種基于聚乙

2、烯醇(PVA)膜的拉錐光纖濕度傳感器,并提出了一種和陣列波導(dǎo)光柵結(jié)合的濕度復(fù)用裝置。將多模光纖拉制成錐形結(jié)構(gòu)后,用5％濃度的PVA作為濕敏材料,在光纖表面生成一層PVA濕敏膜。當(dāng)外界環(huán)境的濕度發(fā)生改變時(shí),濕敏膜的折射率會(huì)隨之發(fā)生改變,通過(guò)測(cè)量透射光功率的變化可以解調(diào)得到濕度變化的信息。實(shí)驗(yàn)中所用的陣列波導(dǎo)光柵具有16個(gè)通道,通過(guò)在每個(gè)通道后連接一個(gè)多模拉錐光纖制成傳感頭,可以實(shí)現(xiàn)復(fù)用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在測(cè)量范圍35%RH-90%RH內(nèi),傳

3、感器的最大靈敏度為0.251dB/%RH。
　　2、實(shí)現(xiàn)了一種基于 PVA膜的菲涅耳反射濕度傳感器。在切割平整的光纖端面鍍上一層PVA濕敏膜,當(dāng)外界濕度發(fā)生變化時(shí),會(huì)導(dǎo)致 PVA膜的折射率改變從而引起反射光的強(qiáng)度變化,通過(guò)觀測(cè)光強(qiáng)的變化量可以實(shí)現(xiàn)對(duì)濕度的多點(diǎn)測(cè)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在測(cè)量范圍30%RH-80%RH內(nèi),傳感器的靈敏度為0.135 dB/%RH。
　　3、實(shí)現(xiàn)了一種基于沸石膜的揮發(fā)性有機(jī)物傳感器。由于沸石膜具有很強(qiáng)的