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文檔簡介
1、隨著氫氣在諸多領(lǐng)域的廣泛使用,光纖氫氣傳感技術(shù)得到迅猛發(fā)展。消逝場型光纖氫氣傳感器具有制作成本低、抗電磁干擾能力強、靈敏度高、可實現(xiàn)多路復(fù)用等特點,是目前發(fā)展較好的一款新型光纖氫氣傳感器。該類型傳感器的研究涉及多種技術(shù),包括氫敏感薄膜的研究、光在光纖中的傳輸理論、表面等離子共振技術(shù)、光纖氫氣傳感技術(shù)等。為實現(xiàn)消逝場型光纖氫氣傳感技術(shù)能夠走向產(chǎn)業(yè)化,需要解決各項技術(shù)之間的整合,降低制作成本,同時提高傳感器的性能指標等難題。
本文
2、研究幾種類型傳感器的原理及優(yōu)缺點,以光在單模光纖中的傳輸模式理論及消逝場理論為基礎(chǔ),研究并提出了一種基于氫敏薄膜的消逝場型光纖氫氣傳感器。
研究了光纖傳感技術(shù)涉及的各項理論,通過模型分析和數(shù)值運算得出系統(tǒng)的最優(yōu)化參數(shù)的設(shè)計。采用金屬鈀作為敏感材料,在膜層厚度為10~30nm時,傳感器具有較高靈敏度。分析側(cè)邊拋磨型和化學(xué)腐蝕型兩種增大消逝場的方法。設(shè)計一套單模光纖的腐蝕實驗流程,得出腐蝕深度、時間與光功率的變化規(guī)律,并且得出在光
3、功率變化到初始功率值的80%時為最佳腐蝕點。研究濺射鍍膜工藝及鈀膜生長情況,優(yōu)化鍍膜參數(shù)使在光纖上生成的薄膜更均勻。采用LabVIEW虛擬技術(shù)和GPIB采集卡設(shè)計一套數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的連續(xù)采集,并將采集到的數(shù)據(jù)以.txt的文本形式保存。設(shè)計一套差分結(jié)構(gòu)傳感系統(tǒng),對光纖的腐蝕和鍍膜工藝進行優(yōu)化,提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性和測量靈敏度。設(shè)計一套傳感器測試系統(tǒng),對氫氣濃度為定值時傳感器的性能參數(shù)進行定性研究。
本論文對單模光纖所制成的
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