基于光纤布拉格光栅的湿度传感器研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:auh123123
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
光纤布拉格光栅传感器是近年来在传感技术领域发展的前沿课题。此种传感器除了具有普通光纤传感器的许多优点外,更具有独特的优点:采用波长这一绝对参量对外界参量进行编码,测量信号不受光源起伏、光纤弯曲损耗等因素的影响;尺寸小巧,易于埋入材料内部和复杂设备内部,可获得对其内部温度和应变等信息;可采用波分复用技术将多个传感器串接在一根光纤里,实现准分布式测量,易于组网。 空气湿度与人类关系密切。随着工农业,国防、科技及整个国民经济的迅猛发展,对环境湿度的控制和检测越来越受到人们的重视,市场也越来越大。在石油化工、电力、纺织等领域中,往往涉及易燃、易爆场合的温/湿度测量问题,对传感器的阻燃、防爆性能提出特殊要求,光纤光栅传感由于具有本质安全防爆特性,抗电磁干扰能力强,在上述场合能够发挥其优势,具有广阔的应用前景。 本文研制了一种新型的光纤布拉格光栅湿度传感器。其设计思想是,在光纤布拉格光栅上涂上一层聚酰亚胺(PI),聚酰亚胺(PI)为湿敏材料,它吸收空气中的水蒸气会发生膨胀,引起光纤布拉格光栅的轴向应力变化,光栅的反射峰位置发生波长漂移,通过确定反射峰波长位置可获得空气中的湿度信息,从而对湿度传感。理论分析表明,布拉格波长的漂移量与湿度呈明显的线性关系;光纤布拉格光栅纤芯横截面半径、湿敏材料涂层厚度与传感器灵敏度之间的关系是:纤芯横截面半径越小,传感器灵敏度越高;湿敏材料涂层越厚,光纤光栅的湿度灵敏度越高。 实验中所用光纤直径相同,均为125μm,采用两种不同厚度的聚酰亚胺薄膜涂覆光纤布拉格光栅,测出两种膜厚下相对湿度与布拉格波长移动的关系,分析计算出两种不同情况下的聚酰亚胺涂层厚度与光纤布拉格光栅湿度传感器的灵敏度的关系。结果表明:具有较厚涂层的光纤布拉格光栅具有较高的湿度灵敏度。
其他文献
车辆检测技术是ITS研究的关键技术之一,通过车辆检测获取准确的交通流量、车辆行驶速度等交通参数是实施交通状况监控和进行交通管理的重要依据。传统的车辆检测器存在不易安
在森林可持续性发展的要求下,生态建设和环境保护已成为时代的主题,各国对环保的呼声越来越高.在这样的环境下,林产品贸易既要兼顾贸易的发展,又要照顾到林业资源的可持续性
随着畜禽业的快速发展,同样面临着非常大的问题和挑战,畜禽的疾病防治是很多相关的专家和学者进行研究的重要内容.通过研究,希望能够寻找到有效预防和治疗疾病的方式,对病源
交通运输业的发展水平是一个国家经济发达程度的重要体现,而高速公路通车里程与运行质量又是衡量交通运输业发展水平的重要指标。在经历了大规模基础设施建设的跨越式发展之后
随着科学技术不断发展和进步,我国电力系统不断优化升级改造,先进的科学技术逐渐应用在电力行业中.同时,我国云计算也迎来了发展高峰期,很多企业开始纷纷建设自己的云计算中
知识经济时代下,国际间的竞争日益激烈,为在国际竞争中处于不败之地,提升我国国际地位,不断研发新技术成为关键.近几年,政府为鼓励高新技术企业不断创新,出台了一系列优惠政
本文基于光栅单色仪研制了一套可以准确测量材料光谱发射率的实验装置,并对常见的两种金属材料铝和铜的光谱发射率进行了系统的研究。文章第一章介绍了本文的研究背景与意义,阐述了材料发射率的在诸多领域的重要应用,总结了发射率的测量方法,并对几种测量方法进行比较,最后对发射率测量现状及存在的问题进行了探讨。第二章简要介绍了和发射率相关的基本热辐射理论,发射率定义的几种常见分类,并给出了每种发射率定义的数学表达
本论文提出了一种新型特种光纤--表面芯光纤,研究了这种光纤的一些光学特性;对石墨烯表面等离子体材料的光电特性及器件应用做了简要研究与介绍,并基于两者优点设计了表面芯光纤
2007年中国并购活动交易额已达到历史高位,2008年全球并购交易额下降近30%,至2.9万亿美元,只有中国的并购活动保持强劲.如何建立反收购策略体系已成为我国上市公司的迫切需要
潮汐是海洋环境中最重要的组成部分之一。潮汐预测在海上交通、港口建设和潮汐能利用等领域都具有重要意义,随着航运业的不断发展,以及对航行安全和航运效率的要求,对潮汐数