基于光纤光谱的二恶烷浓度检测方法研究

为了准确、快速、低成本地检测二恶烷浓度,实验制备了二恶烷紫外光谱检测试剂——柠檬酸稳定银纳米粒子(Ci-AgNPs)试剂,搭建了光纤光谱测量系统。利用光纤光谱测量系统,实验研究了二恶烷检测试剂浓度、温度、p H对二恶烷浓度检测性能的影响。在此基础上,测试了检测剂对二恶烷的选择响应特性。实验研究发现,当Ci-AgNPs试剂浓度为15μmol/L,温度为55oC,p H为7时,Ci-AgNPs试剂对二恶烷的响应灵敏度达到0.0016 L/g,响应时间为10 min。该检测试剂对甲醇、无水乙醇、丙酮、乙腈、四氢呋喃、N-二甲基甲酰胺、三氯甲烷、二甲基亚砜均不响应,表明该检测试剂对二恶烷具有较好的选择敏感性。     

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%。     

基于FBG传感器的新型重量动态监测装置

为了保障车用电梯安全运行,利用弹簧隔振器、缓冲垫、液压缓冲器、光纤Bragg光栅(FBG)及钢板构建了一种新型的重量实时监测装置.车重信息采用FBG进行感知.隔振器对称的安装在高强度高韧性钢板表面,FBG固定在缓冲垫上.实验研究了传感装置对不同重量车辆的响应特性,传感器受车辆碾压后Bragg谐振中心波长漂移量随时间的变化关系,以及温度和车速对传感装置测量结果产生的影响.实验研究发现:在25～60℃温度范围内,传感装置测量结果不受温度影响;当车辆重量为1 143～3 279 kg,传感装置的Bragg中心波长漂移量与重量之间具有线性关系;车速为5～30 km/h时,最大测量相对误差为3.64％.     

高灵敏度塑料光纤倏逝波传感器研究

为了提高塑料光纤倏逝波传感器的灵敏度,提出了一种新型结构的塑料光纤传感器,该传感器由光纤纤芯、包层和涂敷层三层构成.光纤包层和纤芯由标准塑料光纤的包层和纤芯材料构成,涂敷层由二甲苯稀释的加拿大树脂与TiO2纳米掺杂剂组成;光纤包层、纤芯和涂敷层的折射率阶跃增大,用于提高光纤表面发光强与透射深度.实验分析了 TiO2及涂...     

非接触式测量制动器工作温度的光纤传感器

为了非接触式测量提升系统制动器工作温度,研制了一种结构简单的反射式光纤温度传感器.传感器由氧化石墨烯和石英光纤构成.氧化石墨烯作为温敏材料被涂覆在被测器件表面.光纤采用6芯结构,位于中心的光纤(纤芯直径400μm)为光输出光纤,用于将光束入射到氧化石墨烯温敏薄膜表面;位于中心光纤外围的5根光纤(纤芯直径192μm)...     

高灵敏度塑料光纤湿度传感器

为了提高塑料光纤湿度传感器的灵敏度,该文利用商用塑料光纤、聚砜、二氧化锗(GeO₂)和聚酰亚胺构建了一种新型结构的塑料光纤湿度传感器。首先将长度为0.5 m的商用塑料光纤中心部分(长5 cm)包层去除,并弯曲成U形(弯曲半径为2 cm),再将聚砜与GeO₂的混合物涂覆在商用光纤纤芯表面,然后将涂覆聚砜与GeO₂的塑料光纤在70 ℃下干燥10 h,最后涂覆上聚酰亚胺湿敏材料,在60 ℃下干燥后形成塑料光纤湿度传感器。实验研究了不同涂覆对塑料光纤传感器光传输特性及其灵敏度的影响,实验结果表明,在温度40 ℃、相对湿度10%RH~80%RH下,当塑料光纤纤芯直径为900 μm、聚砜与GeO₂涂覆层厚200 μm、聚酰亚胺湿敏膜厚 20 μm时,传感器对湿度的响应灵敏度可达到-0.9 nW/(1%RH),是将20 μm聚酰亚胺湿敏材料涂覆在1 500 μm塑料光纤纤芯表面响应灵敏度的6.9倍。     

一种新型质量动态监测光纤传感器

为了实现车辆质量实时、动态、准确地监测,利用弹簧隔振器、塑料光纤及钢板构建了一种新型的质量实时监测光纤传感器.车辆质量信息采用光纤螺旋区域进行感知,隔振器通过螺丝对称地安装在高强度、高韧性钢板的4个角落,螺旋光纤传感器固定在钢板的中心位置.实验研究了光纤螺旋圈数、光纤直径及车辆行驶速度对光纤传感器测量结果产生的影响,以...     

一种选择性检测4-氟苯酚浓度的光纤倏逝波传感器

为了实现对水体中4-氟苯酚(4-FP)选择性检测,利用塑料光纤、4-FP分子印迹聚合物、壳聚糖构建了4-FP高选择性敏感的D形塑料光纤倏逝波传感器。首先制备了4-FP分子印迹聚合物溶胶及D形光纤,并将分子印迹聚合物溶胶涂覆在D形塑料光纤传感器敏感区表面。然后建立了传感器测量理论模型。最后实验研究了4-FP分子印迹聚合物涂覆厚度对传感器灵敏度的影响,以及传感器的响应时间、检测下限及选择敏感性。研究表明：传感器对4-FP具有高选择敏感性;当聚合物膜厚度约为20μm时,传感器灵敏度达到-0.000 5 L/mg,检测下限达到180μg/L。     

准确检测偏二氯乙烯的红外光纤倏逝波传感器

利用中红外光纤构建了一种在线准确检测偏二氯乙烯的红外光纤倏逝波传感器,该传感器由U形中红外光纤传感探头、偏二氯乙烯选择性敏感膜和超疏水膜构成。四氟乙烯敏感膜涂覆在U形区表面,超疏水膜涂覆在偏二氯乙烯敏感膜表面。U形传感器可增强光纤表面倏逝波强度,从而提高传感器的灵敏度。敏感膜可实现对水体中偏二氯乙烯的选择性测量,提高传感器测量结果的准确性;超疏水膜可抑制水分子对测量结果产生的负面影响。实验研究了偏二氯乙烯的特征吸收光谱,以及传感器对偏二氯乙烯的响应灵敏度、响应时间和选择敏感性。从理论上建立了传感器测量偏二氯乙烯的理论模型。研究结果表明,传感器对偏二氯乙烯具有高选择敏感性,传感器灵敏度可达0.002 1 abs/(mg·L^-1),响应时间为230 s。