光纖Bragg光柵pH值傳感器及其增敏研究.pdf

1、光纖光柵作為一種新型的光纖器件,在傳感器應(yīng)用中有著特別重要的意義和作用。目前,在物理檢測應(yīng)用方面,光纖光柵傳感器已經(jīng)有成熟的研究成果,例如光纖光柵應(yīng)變傳感器、溫度傳感器、位移傳感器和加速度傳感器等已經(jīng)得到了工業(yè)化的發(fā)展和應(yīng)用。然而,在環(huán)保、氣象等涉及化學(xué)參量檢測領(lǐng)域的應(yīng)用中,光纖光柵傳感器仍然處于探索階段,相關(guān)的研究也成為當(dāng)今光纖光柵的研究熱點(diǎn)。
　　本文針對化學(xué)參量 pH值的檢測需求,結(jié)合光纖光柵傳感技術(shù)的優(yōu)勢,通過理論分析和實(shí)

2、驗(yàn)設(shè)計(jì)研究了光纖 Bragg光柵 pH值傳感器及其增敏技術(shù)。首先,論述了光纖 Bragg光柵pH值傳感器的原理及相關(guān)的增敏封裝原理。然后,從水凝膠的配制、光纖Bragg光柵的刻寫、傳感器封裝的制作以及傳感器的測試等幾個(gè)方面對光纖Bragg光柵pH值傳感器的實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)行詳細(xì)的介紹。最后,詳細(xì)分析了光纖Bragg光柵pH值傳感器的增敏技術(shù),并研制出了經(jīng)過增敏和優(yōu)化的光纖Bragg光柵pH值傳感器。
　　本文通過理論分析和實(shí)驗(yàn)研究,得出

3、了提高光纖Bragg光柵pH值傳感器靈敏度的關(guān)鍵方法——圓周對稱地增加凝膠層的厚度。提出了使凝膠層在厚度增加時(shí)也能夠保持圓周對稱效果的多層水凝膠包覆結(jié)構(gòu),并研究了“邊涂覆邊固化”的實(shí)驗(yàn)工藝來完成基于多層水凝膠包覆的增敏封裝。研制出了pH值測量范圍為6～12,靈敏度為52pm/pH,凝膠層增敏封裝厚度為580μm的光纖Bragg光柵pH值傳感器。為光纖Bragg光柵pH值傳感器在環(huán)保氣象領(lǐng)域乃至其他領(lǐng)域的實(shí)用化和其他FBG凝膠傳感器的增敏