發(fā)布時(shí)間：2024-03-01 18:40

　　由于某些特殊環(huán)境中對(duì)濕度傳感器有著特定的要求,例如在糧倉(cāng)等食品倉(cāng)庫(kù)和變壓器等電壓較高的用電設(shè)備中要求它能應(yīng)用于低濕環(huán)境中,在高度集成的精密儀器內(nèi)部空間有限,所以為了滿足上述特殊環(huán)境中的濕度測(cè)試需求,本文旨在研究制作能夠應(yīng)用在狹小空間的高精度溫濕度傳感系統(tǒng)。本文使用濕敏薄膜與光纖結(jié)合實(shí)現(xiàn)了狹窄微水環(huán)境中的濕度檢測(cè)。為闡明濕度敏感薄膜的濕敏原理及環(huán)境濕度調(diào)制濕度傳感探頭內(nèi)部光信號(hào)的作用機(jī)制,文中詳細(xì)分析了薄膜生長(zhǎng)過(guò)程中的成膜結(jié)構(gòu)及特定薄膜的制作方法。由于低濕度環(huán)境中的濕度測(cè)量一直是濕度測(cè)量領(lǐng)域的難點(diǎn),文中著重研究了能在極低濕度環(huán)境中使用的介質(zhì)薄膜型濕度傳感器。其中具有光子晶體結(jié)構(gòu)的濕度傳感探頭在11-84%RH的濕度范圍內(nèi)光譜波長(zhǎng)移動(dòng)達(dá)到21.6 nm,平均濕度靈敏度為0.3 nm/%RH;具有法布里-珀羅干涉結(jié)構(gòu)的濕度傳感探頭在30-70%RH范圍內(nèi)波長(zhǎng)移動(dòng)了9.6 nm,平均濕度靈敏度為0.24 nm/%RH,這兩種結(jié)構(gòu)的濕度傳感器都能在低至1%RH的極低濕度環(huán)境中使用。由于環(huán)境監(jiān)控需要同時(shí)測(cè)量溫度和濕度,因此本文將濕敏薄膜與光纖光柵結(jié)合用以實(shí)現(xiàn)溫濕度雙參量傳感和監(jiān)測(cè)。設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于...

【文章頁(yè)數(shù)】：136 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖1.3光強(qiáng)調(diào)制型光纖濕度傳感器

光強(qiáng)調(diào)制型是基于光吸收的傳感方法使得光纖中傳播的光束能受到環(huán)境濕度的調(diào)制而制作成的光纖濕度傳感器,這類濕度傳感器很早就大量研究,其傳感結(jié)構(gòu)主要是在光纖內(nèi)部或四周添加特定的濕敏材料來(lái)使傳輸光的光強(qiáng)與環(huán)境濕度的變化建立聯(lián)系進(jìn)行環(huán)境濕度傳感。光強(qiáng)調(diào)制型光纖濕度傳感探頭一般是將濕敏薄膜制....

圖1.4光纖U型彎曲的消逝波型濕度傳感器

消逝波型是基于光纖內(nèi)纖芯和包層分界面上的消逝波而制成的光纖濕度傳感器,光纖中的光在傳輸時(shí)會(huì)有部分光通過(guò)纖芯與包層的分界面泄露到包層中去,這部分光由于不符合全反射傳輸?shù)臈l件,在傳輸較短距離后會(huì)迅速衰減直至消失,所以稱之為消逝波。由于消逝波是在光纖包層中傳輸,所以在制作基于消逝波的光....

圖1.5Fabry-Perot干涉型光纖濕度傳感器μm

干涉型光纖傳感器[64-68]主要有Fabry-Perot、Michelson、Mach-Zehnder和Sagnac這四類干涉結(jié)構(gòu),其工作原理是外部環(huán)境的某一參量變化導(dǎo)致光纖干涉結(jié)構(gòu)的光程發(fā)生變化,進(jìn)而導(dǎo)致干涉信號(hào)出現(xiàn)光學(xué)參量（波長(zhǎng)、光強(qiáng)、相位等等）的改變。干涉型光纖濕度傳感....

圖1.6光纖布拉格光柵涂覆高分子聚合物濕度傳感示意圖

光纖布拉格光柵出現(xiàn)的較早,通常將折射率變化周期小于1　μm的光纖光柵稱為布拉格光柵或短周期光柵,該類型光纖光柵存在一個(gè)反射峰,屬于反射型帶通濾波器。布拉格光柵與濕敏薄膜的結(jié)合方式通常是將聚合物薄膜涂敷在光柵四周,聚合物薄膜在潮濕環(huán)境中會(huì)吸水膨脹,膨脹產(chǎn)生的應(yīng)力會(huì)拉動(dòng)內(nèi)部的光纖光柵....

本文編號(hào)：3915658