基于敏感膜的光纤挥发物检测

发布时间：2017-08-09 00:08

  本文关键词：基于敏感膜的光纤挥发物检测

  更多相关文章： 光纤传感 沸石膜 法布里-珀罗 PDMS Sagnac

【摘要】：挥发物的检测是在现代工业生产,环境保护等领域有着十分重要应用的一项技术。结合光纤传感的挥发性有机物检测是当前重点研究的领域之一。本论文针对基于敏感膜的光纤挥发性有机物检测技术展开研究。提出了两种用于检测挥发性有机物的敏感膜,并与光纤传感技术相结合实现了多点、混合气体的挥发性有机物检测。主要内容如下:1.提出了并实现了基于沸石膜的高灵敏度光纤挥发性有机物传感器。成功在切平光纤端面合成沸石膜,形成光纤端面Fabry-Perot干涉;利用强度解调,在挥发性有机物浓度由350 ppm到5250 ppm的范围内实现2.78×10~(-3) dB/ppm-1.23×10~(-3) dB/ppm的灵敏度。2.提出并改进基于沸石膜的球形端面光纤挥发性有机物传感器。实现在球形光纤端面生长沸石膜,形成了一个弧形的Fabry-Perot干涉腔;在挥发性有机物由0-70 ppm的范围内实现0.91 nm/ppm的灵敏度。3.提出一种基于沸石膜的多点光纤挥发性有机物传感器。与阵列波导光栅相结合,利用强度解调实现挥发性有机物多点同时检测;在挥发性有机物浓度由0-550 ppm的范围内实现0.015 dB/ppm到3.9×10~(-3) dB/ppm的灵敏度。4.提出两种基于PDMS材料的光纤干涉挥发性有机物传感器。分别探究了基于Fabry-Perot干涉和Sagnac干涉的两种挥发性有机物传感器;并探究了PDMS材料在挥发性有机物检测方面的特性和温度对其稳定性的影响。5.提出了一种基于双传感器的挥发性有机物混合气体检测系统。通过两种具有不同灵敏度的基于PDMS的挥发性有机物传感器,利用二阶线性矩阵的方式,实现对乙醇和异丙醇两种挥发性有机物的混合气体的检测。
【关键词】：光纤传感 沸石膜 法布里-珀罗 PDMS Sagnac
【学位授予单位】：中国计量学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP212
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• abstract7-12
• 1 绪论12-16
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 本论文的主要研究内容及创新点13-16
• 1.2.1 研究内容13-14
• 1.2.2 本论文创新点14-16
• 2 基于沸石膜的光纤挥发性有机物传感器16-39
• 2.1 本章引论16-17
• 2.2 光纤端面沸石膜生长技术17-19
• 2.3 基于沸石膜的光纤解调技术19-20
• 2.3.1 强度解调方式19
• 2.3.2 波长解调方式19-20
• 2.4 基于光纤切平端面镀膜的挥发性有机物测量20-29
• 2.4.1 基于波长解调的检测结果20-24
• 2.4.2 基于强度解调的检测结果24-25
• 2.4.3 镀膜厚度对灵敏度的影响25-27
• 2.4.4 传感器检测的重复性27
• 2.4.5 传感器的温度特性27-29
• 2.5 基于光纤球形端面镀膜的挥发性有机物测量29-36
• 2.5.1 球形端面传感器检测结果29-34
• 2.5.2 球形端面传感器的重复性34-35
• 2.5.3 球形端面传感器的温度特性35-36
• 2.6 基于阵列波导光栅的多点挥发性有机物测量36-38
• 2.7 本章小结38-39
• 3 基于PDMS的光纤挥发性有机物传感器39-52
• 3.1 本章引论39-40
• 3.2 基于Fabry-Perot干涉的光纤挥发性有机物传感器40-42
• 3.3 基于Sagnac干涉的光纤挥发性有机物传感器42-43
• 3.4 PDMS材料配比的选取和温度特性43-46
• 3.5 基于PDMS的挥发性有机物单点测量46-49
• 3.6 基于PDMS的挥发性有机物混合气体多点测量49-51
• 3.7 本章小结51-52
• 4 总结与展望52-54
• 4.1 总结52-53
• 4.2 展望53-54
• 参考文献54-60
• 作者简历60-61

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本文编号：642618