當(dāng)前環(huán)境污染日益嚴(yán)重,環(huán)保問題備受重視。為了針對(duì)性地進(jìn)行防治,要對(duì)污染狀況進(jìn)行準(zhǔn)確檢測或監(jiān)測。光纖傳感系統(tǒng)因其具有耐腐蝕、抗惡劣環(huán)境、抗電磁雷電干擾、結(jié)構(gòu)緊湊、可多路重復(fù)使用、可低成本大規(guī)模生產(chǎn)、便于組建傳感網(wǎng)絡(luò)等優(yōu)點(diǎn),在傳感監(jiān)測領(lǐng)域具有巨大優(yōu)勢和很好的應(yīng)用前景。為滿足氣（液）環(huán)境監(jiān)測的需要,結(jié)合光纖傳感系統(tǒng)的優(yōu)良特性,本文利用長周期光纖光柵（LPG）的傳感特性、級(jí)聯(lián)特性以及光子晶體光纖長周期光柵倏逝波傳感特性進(jìn)行傳感,采用仿真軟件進(jìn)行模擬,探究采用各類長周期光纖光柵傳感器進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測的性能,優(yōu)化設(shè)計(jì)光纖光柵的結(jié)構(gòu)參數(shù),以設(shè)計(jì)適用于環(huán)境監(jiān)測的級(jí)聯(lián)長周期光纖光柵傳感器。主要內(nèi)容如下:（1）利用光纖仿真軟件OptiGrating對(duì)長周期光纖光柵的不同結(jié)構(gòu)參數(shù),如光柵長度、光柵周期、調(diào)制深度,進(jìn)行仿真,綜合考慮不同參數(shù)對(duì)于傳感器靈敏度、分辨率等的影響,得到最佳設(shè)計(jì)參數(shù)。探究長周期光纖光柵的溫度、應(yīng)變傳感特性,為設(shè)置溫度補(bǔ)償和應(yīng)力補(bǔ)償提供依據(jù)。結(jié)合納米鍍膜技術(shù),模擬得到了最佳鍍膜參數(shù),針對(duì)相對(duì)濕度、甲烷氣體環(huán)境,建立了透射光譜中心波長與相對(duì)濕度、甲烷氣體濃度的關(guān)系。給出了長周期光纖光柵溫度傳感... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

光子晶體光纖橫截面電鏡圖

言G 傳感器的性能主要由其傳感靈敏度和分辨率表征，在實(shí)際應(yīng)用峰的帶寬和幅值來評(píng)價(jià)。其性能受本身結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響顯著，而其要依靠敏感鍍膜實(shí)現(xiàn)。章綜合考慮LPG傳感器的靈敏度、分辨率等性能要求，依據(jù)LPG傳纖仿真軟件 OptiGrating 對(duì) LPG 進(jìn)行仿真，分別對(duì)不同光柵長度、不同光柵調(diào)制深度條件下的透射光譜進(jìn)行對(duì)比，給出 LPG 最佳參探究 LPG 的溫度、應(yīng)變、折射率傳感特性；，采用在光纖表面鍍敏使之具備化學(xué)選擇性，實(shí)現(xiàn)對(duì)單一介質(zhì)的高靈敏度測量，將鍍膜的為 4 層介質(zhì)模型，研究鍍膜折射率和膜層厚度對(duì) LPG 傳感器的影濕度、甲烷（CH4）氣體濃度的檢測，設(shè)計(jì)鍍膜方案，仿真模擬出度。纖光柵傳感理論

如何有效提高 LPG 傳感器的靈敏度和化學(xué)選擇性是化學(xué)分析物監(jiān)測領(lǐng)域的重要挑戰(zhàn)。作為傳感器的重要分支之一，光纖光柵化學(xué)傳感器將化學(xué)和光學(xué)關(guān)技術(shù)緊密結(jié)合，融合了化學(xué)制膜、光纖技術(shù)、折射率檢測等方法。實(shí)際監(jiān)測工作中，可根據(jù)具體監(jiān)測目標(biāo)介質(zhì)的種類，在單個(gè) LPG、級(jí)聯(lián) L構(gòu)表面涂覆上對(duì)特定單一介質(zhì)敏感的化學(xué)薄膜，或是將 PCF-LPG 與空氣孔壁技術(shù)相結(jié)合，制得具有化學(xué)選擇性的傳感器。本章基于前文的仿真模擬，結(jié)際環(huán)境監(jiān)測工作中對(duì)于空氣質(zhì)量、水環(huán)境污染監(jiān)測、管道氣體泄漏監(jiān)測的需求納米鍍膜技術(shù)與單個(gè) LPG 相結(jié)合以增強(qiáng)傳感靈敏度和化學(xué)選擇性，利ptiGrating 軟件探究鍍膜參數(shù)對(duì)傳感靈敏度的影響，將納米鍍膜后的 LPG 傳感用于環(huán)境相對(duì)濕度、環(huán)境甲烷氣體濃度中，得到相應(yīng)的測量傳感靈敏度。.5.1 鍍膜參數(shù)設(shè)計(jì)視納米薄膜涂覆的 LPG 為 4 層介質(zhì)模型，圖 2-12 是 4 層介質(zhì)模型的示意圖射率分布。設(shè)纖芯折射率為1n ，半徑為1a ；包層折射率為2n ，半徑為2a ；薄折射率為3n ，半徑為3a ；薄膜的厚度為3 2D =a a；LPG 周圍環(huán)境的折射率為4n

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]一種適用于地下結(jié)構(gòu)腐蝕監(jiān)測的長周期光纖光柵傳感技術(shù)[D]. 王澤旭.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]基于納米雙層薄膜的光子晶體光纖長周期光柵甲烷傳感特性研究[D]. 車鑫.重慶大學(xué) 2017
[3]光纖PH值/折射率/濕度傳感器基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究[D]. 徐敏.重慶大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3353730