本文關鍵詞：基于敏感膜的光纖揮發(fā)物檢測

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【摘要】：揮發(fā)物的檢測是在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn),環(huán)境保護等領域有著十分重要應用的一項技術。結合光纖傳感的揮發(fā)性有機物檢測是當前重點研究的領域之一。本論文針對基于敏感膜的光纖揮發(fā)性有機物檢測技術展開研究。提出了兩種用于檢測揮發(fā)性有機物的敏感膜,并與光纖傳感技術相結合實現(xiàn)了多點、混合氣體的揮發(fā)性有機物檢測。主要內(nèi)容如下:1.提出了并實現(xiàn)了基于沸石膜的高靈敏度光纖揮發(fā)性有機物傳感器。成功在切平光纖端面合成沸石膜,形成光纖端面Fabry-Perot干涉;利用強度解調(diào),在揮發(fā)性有機物濃度由350 ppm到5250 ppm的范圍內(nèi)實現(xiàn)2.78×10~(-3) dB/ppm-1.23×10~(-3) dB/ppm的靈敏度。2.提出并改進基于沸石膜的球形端面光纖揮發(fā)性有機物傳感器。實現(xiàn)在球形光纖端面生長沸石膜,形成了一個弧形的Fabry-Perot干涉腔;在揮發(fā)性有機物由0-70 ppm的范圍內(nèi)實現(xiàn)0.91 nm/ppm的靈敏度。3.提出一種基于沸石膜的多點光纖揮發(fā)性有機物傳感器。與陣列波導光柵相結合,利用強度解調(diào)實現(xiàn)揮發(fā)性有機物多點同時檢測;在揮發(fā)性有機物濃度由0-550 ppm的范圍內(nèi)實現(xiàn)0.015 dB/ppm到3.9×10~(-3) dB/ppm的靈敏度。4.提出兩種基于PDMS材料的光纖干涉揮發(fā)性有機物傳感器。分別探究了基于Fabry-Perot干涉和Sagnac干涉的兩種揮發(fā)性有機物傳感器;并探究了PDMS材料在揮發(fā)性有機物檢測方面的特性和溫度對其穩(wěn)定性的影響。5.提出了一種基于雙傳感器的揮發(fā)性有機物混合氣體檢測系統(tǒng)。通過兩種具有不同靈敏度的基于PDMS的揮發(fā)性有機物傳感器,利用二階線性矩陣的方式,實現(xiàn)對乙醇和異丙醇兩種揮發(fā)性有機物的混合氣體的檢測。
【關鍵詞】：光纖傳感 沸石膜 法布里-珀羅 PDMS Sagnac
【學位授予單位】：中國計量學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP212
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• abstract7-12
• 1 緒論12-16
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 本論文的主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點13-16
• 1.2.1 研究內(nèi)容13-14
• 1.2.2 本論文創(chuàng)新點14-16
• 2 基于沸石膜的光纖揮發(fā)性有機物傳感器16-39
• 2.1 本章引論16-17
• 2.2 光纖端面沸石膜生長技術17-19
• 2.3 基于沸石膜的光纖解調(diào)技術19-20
• 2.3.1 強度解調(diào)方式19
• 2.3.2 波長解調(diào)方式19-20
• 2.4 基于光纖切平端面鍍膜的揮發(fā)性有機物測量20-29
• 2.4.1 基于波長解調(diào)的檢測結果20-24
• 2.4.2 基于強度解調(diào)的檢測結果24-25
• 2.4.3 鍍膜厚度對靈敏度的影響25-27
• 2.4.4 傳感器檢測的重復性27
• 2.4.5 傳感器的溫度特性27-29
• 2.5 基于光纖球形端面鍍膜的揮發(fā)性有機物測量29-36
• 2.5.1 球形端面?zhèn)鞲衅鳈z測結果29-34
• 2.5.2 球形端面?zhèn)鞲衅鞯闹貜托?/span>34-35
• 2.5.3 球形端面?zhèn)鞲衅鞯臏囟忍匦?/span>35-36
• 2.6 基于陣列波導光柵的多點揮發(fā)性有機物測量36-38
• 2.7 本章小結38-39
• 3 基于PDMS的光纖揮發(fā)性有機物傳感器39-52
• 3.1 本章引論39-40
• 3.2 基于Fabry-Perot干涉的光纖揮發(fā)性有機物傳感器40-42
• 3.3 基于Sagnac干涉的光纖揮發(fā)性有機物傳感器42-43
• 3.4 PDMS材料配比的選取和溫度特性43-46
• 3.5 基于PDMS的揮發(fā)性有機物單點測量46-49
• 3.6 基于PDMS的揮發(fā)性有機物混合氣體多點測量49-51
• 3.7 本章小結51-52
• 4 總結與展望52-54
• 4.1 總結52-53
• 4.2 展望53-54
• 參考文獻54-60
• 作者簡歷60-61

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本文編號：642618