基于聚合物的倾斜光纤光栅pH检测技术研究

发布时间：2021-06-06 03:37

　　pH值是衡量溶液酸碱度的一个重要指标,是影响物理、化学和生物反应的关键因素,pH值的检测在医疗、气象环保、养殖业和种植业等领域都具有重要的意义。特别是医学方面,由于人体的不同体液存在不同的pH值,所以在医学上常用pH来表示体液的酸碱性。传统测量pH值的工具是pH计、pH试纸、pH指示剂等,这些方法操作简单,成本低廉,但这些定性测量有其一定的局限性。另一方面,光纤光栅由于抗电磁干扰性、灵敏性等优势正逐渐成为物理传感领域的主要检测工具。因此,本文针对pH值检测的需求,结合光纤光栅传感技术的优势,提出并设计出基于聚合物包覆的倾斜光纤光栅pH传感器。本文主要工作简单介绍如下:首先,论文介绍了光纤传感器的主要类别,性能优点和发展历史与前景,并针对倾斜光纤光栅的制备工艺、性能优点、光谱特性以及应用领域等方面进行了介绍,本文着重利用其光谱特性来进行实验探究。其次,通过对聚合物水凝胶溶胀性和对聚乙烯亚胺/聚丙烯酸（PEI/PAA）多层膜的特性研究,利用层层自组装技术在TFBG基底上沉积传感膜,探究传感膜对TFBG的折射率和光谱的影响,并制成传感器实现对pH的检测。此外还利用聚苯胺的颜色在不同酸碱度环境... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 光纤传感器
        1.1.1 光纤布拉格光栅
        1.1.2 倾斜光纤光栅
    1.2 聚合物水凝胶材料介绍
    1.3 pH传感技术
    1.4 葡萄糖传感器简介
    1.5 论文的主要研究内容
    1.6 本章小结
2 倾斜光纤光栅
    2.1 倾斜光纤光栅的基本理论
        2.1.1 倾斜光纤光栅的工作原理
        2.1.2 倾斜光纤光栅的光谱特性
    2.2 本章小结
3 聚合物多层膜的制备和特性
    3.1 聚合物传感特性
        3.1.1 PEI与 PAA结合的特性介绍
        3.1.2 聚苯胺的特性介绍
    3.2 层层自组装(layer-by-layer self-assembly,LBL)技术
    3.3 膜的制备与检测
        3.3.1 实验仪器介绍
        3.3.2 膜制备与检测所需的材料
        3.3.3 膜制备步骤
        3.3.4 膜的检测与光谱特性
    3.4 本章小结
4 TFBG传感器对pH和糖分子的检测
    4.1 倾斜光纤光栅pH传感器的设计
    4.2 倾斜光纤光栅pH传感器对pH值的响应
    4.3 倾斜光纤光栅糖分子检测技术
        4.3.1 基于TFBG的葡萄糖传感器工作原理
        4.3.2 制备基于TFBG的葡萄糖传感器的仪器与材料
        4.3.3 基于TFBG的葡萄糖传感器的制备和性能测试
        4.3.4 实验结果分析
    4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]产业结构调整的低碳效应测度——基于NSGA-Ⅱ遗传算法[J]. 牛鸿蕾,江可申.  产业经济研究. 2012(01)
[2]葡萄糖氧化酶的研究进展[J]. 刘超,袁建国,王元秀,李峰,高艳华,韩省.  食品与药品. 2010(07)
[3]BP神经网络隐含层单元数的确定[J]. 沈花玉,王兆霞,高成耀,秦娟,姚福彬,徐巍.  天津理工大学学报. 2008(05)
[4]葡萄糖氧化酶的功能及在畜牧业中的应用[J]. 赵晓芳,张宏福.  广东饲料. 2007(01)

硕士论文
[1]改进的水凝胶作敏感元件的光纤光栅化学传感器[D]. 刘小梅.浙江大学 2004



本文编号：3213519