空芯光纖在液體氣體傳感中的應用研究.pdf

1、由于現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要，各種傳感技術(shù)應運而生。其中以液體和氣體的傳感技術(shù)應用最為廣泛。前者應用于化工、衛(wèi)生、環(huán)保、交通運輸安檢等的監(jiān)測領(lǐng)域。后者應用于有毒有害氣體、大氣污染物的組分及含量測定，以及特定氣體應用領(lǐng)域氣體泄漏的監(jiān)測等。而隨著近幾十年來光學傳感器技術(shù)的發(fā)展，它的應用范圍越來越廣，如利用SPR原理檢測液體，利用中紅外光譜傳感技術(shù)針對不同氣體進行檢測等。光學傳感技術(shù)具有靈敏度高，響應速度快，可無損檢測等明顯的優(yōu)點。
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2、光纖目前已發(fā)展成為應用廣泛的光學傳輸波導，它具有很多優(yōu)點，如斷面損耗很低，功率閾值比較大，柔韌性非常好以及在紅外波段良好的傳輸特性。它還有一個非常重要的特性——中空，本文充分利用了這一點，在液體和氣體檢測中分別將其作為波導和吸收腔。
　　在液體檢測中，本文設計了一種基于表面等離子體共振原理，使用空芯光纖作為光波導、外表面鍍金屬膜的光學材料圓柱體作為探頭的新型折射率傳感器。通過建立光學模型進行分析，在理論上推導出了這種傳感器的傳輸光

3、譜損耗公式，并針對該傳感器在不同的光纖長度、探頭材料、檢測物質(zhì)折射率等參數(shù)設置下的檢測性能進行了分析，獲得了各種參數(shù)對其性能的影響。由于該傳感器可針對不同折射率的檢測物質(zhì)靈活地更換合適探頭材料，相對于傳統(tǒng)的表面等離子體共振光纖傳感器，在易用性和性價比等方面具有更好的應用價值。
　　在氣體傳感中，本文以常見的CO2作為檢測對象，設計了一套基于空芯光纖的高精度，高穩(wěn)定性，便攜式的CO2濃度檢測裝置。該裝置采用了非分光紅外氣體檢測方法進