数字式光纤浓度传感器的研制

本文介绍了一种新型光纤浓度传感器。该光纤浓度传感器基于被测介质的折射率取决于其浓度和温度的原理 ,采用光纤传光和CCD检测 ,采用PC机进行数据处理和温度补偿 ,具有很高的测量精度。

准确检测液相中氢气浓度的倾斜光纤光栅传感器

为了实现液相中氢气体积分数的准确检测,该文利用钯、氧化硅超疏水溶胶和倾斜光纤光栅制备了氢气传感器。首先,在倾斜光纤光栅表面采用磁控溅射法涂覆了一层致密的钯膜,用于响应氢气体积分数变化信息;然后,采用镀膜提拉法在钯膜表面涂覆一层氧化硅超疏水膜,用于阻止水分子进入钯膜内部,导致钯膜从光纤表面脱落,进而增强了传感器在液相环境下运行的稳定性。实验研究了钯膜厚度对传感器氢敏响应特性的影响,并利用传感器对液相中的氢气体积分数进行了检测。研究结果表明,传感器能准确响应液相中氢气体积分数的变化信息,当钯膜厚度为120 nm时,灵敏度达到-15.29 pm/%,最大相对误差为8.67%。

用于检测痕量铅离子的功能化反射结构光纤干涉传感器

铅离子(Pb^(2+))是日常生活中常接触的有毒重金属污染物之一。本研究开发了一种新型反射式光纤干涉传感器,用于检测痕量铅离子。该传感器结构由单模光纤、无芯光纤和细芯光纤(TCF)依次拼接而成。TCF的包层被氢氟酸部分腐蚀并涂覆功能化的水凝胶传感膜。该传感膜选用甲基丙烯酸2-羟基乙酯(2-HEMA)作为识别单体。2-HEMA中的氧原子能与Pb^(2+)发生配体-受体相互作用,形成“-O-Pb-O-”交联结构,从而改变TCF的新包层有效折射率。因此,可以通过观察反射光谱中光信号的变化来检测水溶液中Pb^(2+)的浓度。所提出的传感器具有很高的检测灵敏度(1.926×10^(9)nm·mol^(-1)·L),其检测极限为4.14 ppt(1 ng·L^(-1)=1 ppt),比世界卫生组织(WHO)规定的饮用水中Pb^(2+)(10 ppb,1μg·L^(-1)=1 ppb)浓度低1000倍。此外,利用一个方程组实现了该传感器的温度自校准功能,成功地消除了环境温度的干扰。由于该传感器良好的特异性、稳定性以及反射式结构,非常便于实时远程检测,为环境和人类健康监测提供了广阔的前景。

基于光纤光栅传感器的瓦斯浓度监测系统

针对当前基于传统传感器的瓦斯浓度监测系统准确率低、稳定性较差、抗干扰能力较弱等不足,通过分析光栅光纤传感原理,结合气体分子的选择吸收理论,验证了光谱吸收方法检测瓦斯气体的可行性,并据此选用1 650.9 nm波长的激光器作为系统光源,在避免交叉干扰的同时降低能量传输损耗。最终,构建了基于光纤光栅传感器的瓦斯浓度监测系统。实验结果表明:系统光纤链路总损耗较低,约为4.9 dB,有利于信号低损耗传输,且信噪比提升较为明显,适于远距离监测;系统抗干扰能力强,干扰项对测量结果的影响较小,系统测量精度和准确度较高;系统的稳定度约为0.18%,与最大示值误差相差较大,满足长时间监测需求。

基于开腔式马赫-曾德尔光纤干涉仪的高灵敏溶液浓度传感器

溶液浓度是表征溶液特性的关键参数之一,当监测和控制溶液浓度特性时,需要实时分析监测某些溶液的浓度。光纤传感器由于具有灵敏度高、结构小巧紧凑、响应速度快、抗电磁干扰及远距离实时检测等优点,广泛用于各种物理、化学以及生物测量传感。为了实现高灵敏的溶液浓度测量,通过大错位熔接技术将三段单模光纤制备成开腔式马赫-曾德尔(Mach-Zehndel,M-Z)光纤干涉仪,通过监测干涉条纹某一损耗峰的波长漂移,实现了溶液溶度高灵敏度的检测。实验结果表明,该开腔式光纤干涉型溶液浓度传感器结构小巧、可重复性高、灵敏度高,灵敏度为-25.27 nm/%。

光纤浓度传感器在交混试验的应用研究

交混试验中通过特制电导电极系统监测盐溶液浓度的环节存在扰流、故障率高、测量精度低、温漂等问题,严重影响试验结果。本文针对该问题提出了基于光纤光栅的浓度温度传感器设计思路,通过聚酰亚胺敏感材料的膨胀特性实现光纤光栅测量浓度,应用对比参考法在解决浓度温漂的同时测量温度,梳理了传感器测量浓度温度的原理。此外,还对传感器的设计路线进行了阐述,包括被测量的获取、信号提取、解耦滤波、搭建上位机等,最后对传感器的应用前景进行了展望。理论上,该传感器具有抗电磁干扰、测量单元体积小、便于组网、实现多参数测量等优点,可解决当前交混试验中浓度测量问题。

基于CPLD的数字式干涉型光纤传感器条纹细分方案

时序控制是实现数字式光纤传感器条纹细分的一个重要环节，它关系到输出的各路采样脉冲之间能否保持同步相位关系以及测量的准确度，对数字式干涉型光纤传感器条纹细分原理进行了简要的分析，设计了一种采用VHDL语言进行CPLD软件控制时序的处理方案来实现周期性采样控制脉冲，该方案电路简单，可靠性强，易于升级，是一种值得推广的设计。

数字式干涉型光纤传感器条纹细分辨向电路的实现

介绍了数字式干涉型光纤传感器高倍数条纹细分实现,针对由于基本辨向电路的辨向分辨率低限制了细分倍数的问题,提出了一种新的辨向电路.仿真结果证明,这种新的辨向电路能够实现高倍数的辨向分辨率,满足了数字式干涉型光纤传感器高倍数条纹细分实现的要求,且可适用于传统莫尔光栅细分技术.

强度型光纤浓度传感器的设计与实现

定义了回波强度概念。基于此概念 ,设计并实现了一种便携、实用的强度型光纤浓度传感器。推导了浓度计算的理论公式 ,对盐溶液和糖溶液的浓度进行了实验测定 ,其测量分辨率达到 2 .6 7× 10 - 4,实验结果与理论分析相符。该传感器具有结构简单、操作灵活和价格低廉等特点 ,在溶液产品质评、环境监测。

光纤生物量浓度在线检测传感器

建立了一种新的生物量浓度测量方法,并对传感器的设计进行了研究,介绍了传感器的组成原理、光路、理论分析和相关实验。基于光的吸收和散射与介质的浓度、通过介质的光程和入射光强有关,生物量浓度的变化会引起吸收和散射的变化,从而导致接收光能量的变化这一物理现象和理论,将接收光能量的大小与具有实用意义的生物量浓度测量联系起来,建立了一种新的生物量浓度测量方法。实验选用了760 nm近红外光源,在20℃恒温情况下,对生物量浓度测量进行了实验研究。结果表明,这种方法用于测量微生物菌液浓度具有很好的对应函数关系,测量的最大相对误差<0.2%,具有生物量浓度在线测量准确、灵敏高、使用寿命长等优点。传感器的设计原理和方法具有一定的普遍意义,是一种有实用价值的生物量浓度传感器,可实现对含有微生物的菌液进行生物量浓度在线测量。

折射率调制型光纤传感器在溶液浓度测量中的应用

本文详细报道了用折射率调制型光纤传感器测量溶液浓度的原理及实验装置．为了消除光源光强的不稳定性对测量精度提高的影响，我们提出用光学双稳态装置稳定光源的输出功率并将它用于实际测量中，实验结果表明：本方法用于测量溶液的浓度在灵敏度、精度和稳定度方面都有较大的提高，并且可用于在线监测．

基于腐蚀光纤的温度及葡萄糖溶液浓度传感器

提出并制备了一种基于本征倏逝波原理的温度及葡萄糖溶液浓度传感器.通过研究腐蚀包层厚度与透射光谱之间的关系,确定较为合适的腐蚀厚度.将标准单模光纤包层腐蚀至2.4μm,利用光纤倏逝波对外界介质变化敏感的原理,通过测量输出光功率的变化量实现温度及葡萄糖溶液浓度传感.实验结果表明:传感器在1070℃的温度范围内具有9.58×10^(-3) dBm/℃的灵敏度,线性度达到99.36%;在葡萄糖溶液03%的浓度范围内具有0.126dBm/(g/L)的灵敏度,线性度达到97.95%.该传感器的响应时间小于30s,具有操作简便、测量准确度高、重复性好、适用范围广等优点,具备良好的应用价值.

用于生物量浓度在线检测的光纤衰减全反射传感器

为了在生物膜滴滤塔降解有机废气过程中实现生物量浓度的测量,设计了光纤衰减全反射(ATR)生物量浓度传感器,给出了传感器组成原理、结构参数、光路分析及其理论解释。根据光波进入光密介质(Si晶体)与光疏介质(生物菌液)的分界面时所产生的隐失波现象,以及生物菌液对隐失波的散射和吸收引起接收光能量变化的物理机理,建立了一种新的生物量浓度测量方法。实验选用可见光源,在25℃恒温情况下对生物量浓度测量进行了实验研究。实验结果表明:测量结果的相对误差均值为2.217%,基本上满足生物量浓度在线测量要求。该传感器的设计原理和方法具有一定的普遍意义,可应用于制剂、制酒、生化等行业。

CO_2气体浓度光纤传感器研究

文中研究了基于光纤扰模的气体浓度传感器的传感机理。研制了CO2 气体光纤传感器 ;并进行了CO2 气体传感实验研究 ,结果表明该传感方法是可行的。该气体传感器结构简单 ,在工业及科研等方面有广泛的实用价值。

光纤浓度传感器的实验研究

本文报道了采用光谱吸收法测量气体吸度的光纤传感器系统。在该系统中，可调谐的激光二极管作光源，几何长度０．８８３２ｍ的怀特池作为吸收池。对ＣＨ４气体的测量灵敏度达３．７×１０（－９），还介绍了达到这一探测灵敏度的信号调制与探测技术，理论上对该系统的最小可探测压强作了估算。

PBA光纤化学传感器在线监测家兔口服呋喃妥因的尿药浓度

芘丁酸光纤化学传感器（ＰＢＡ—ＦＯＣＳ）用于在线测定家兔口服呋喃妥因后排出尿液中的药物浓度。方法的检出限为１．３μｇ／ｍＬ，线性范围１～１００μｇ／ｍＬ，精密度（ＲＳＤ）１．５～３．５％，回收率在９５．０～１００％之间。４只雄性家兔的尿药浓度—时间曲线显示达峰时间为３．５ｈ，６ｈ累积尿药排出百分率为２１％。实验结果显示传感器、测定池和仪器系统设计合理。可实时、在线测定生物体液中的药物浓度并达到实用水平。

光纤微生物浓度传感器的开发及应用

光纤微生物浓度传感器的开发及应用＊张雪申赵霞章先楼（华东理工大学自动化研究所上海２００２３７）０引言本文利用光纤传感器耐高温、耐腐蚀、抗干扰性强等特点，设计、研制了在线光纤微生物浓度传感器，它是基于光在悬浊液中传播的散射原理设计而成。１光在悬浊液中的...

监测甲烷浓度的红外光吸收法光纤传感器

研制了一种用于监测甲烷气体的红外光纤传感检测系统。该系统采用双波长差分吸收测量法,将低损耗的光纤作为传光回路,用1/4周期的自聚焦棒作为准直透镜,能实现3km的远距离遥测。

一种测量溶液浓度的光纤传感器

利用平-凸透镜准直器作扩束耦合光学系统,采用低频斩光器实现光调制.推导了浓度计算的理论公式,并对新鲜牛奶进行了实验测定,其测量精度为1%,实验结果与理论分析相符.结果表明,用光纤传感器测量液体的浓度在灵敏度、精度方面都有较大的改善,并可在线连续测量或控制溶液的浓度.

数字式颜色识别光纤传感器E3X-DAC-S

E3X—DAC—S数字式光纤传感器搭载彩色传感引擎，通过RGB三原色处理工件本身的色彩信息来达到检测工件目的，稳定性很好。