基于光纖傳感水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、基于光纖技術(shù)的水質(zhì)檢測(cè)具有靈敏度高、檢測(cè)速度快、可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)、分布式和準(zhǔn)分布式監(jiān)測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于水質(zhì)檢測(cè)傳感領(lǐng)域;同時(shí)利用光纖水質(zhì)傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)多參量無(wú)損和無(wú)污染監(jiān)測(cè)，便于微型化和智能化，是一種很有前景的水質(zhì)檢測(cè)傳感器。
　　本文著重提出并研究了基于光纖Sagnac環(huán)鏡的高靈敏度溫度傳感器和基于級(jí)聯(lián)不同周期、長(zhǎng)度的LPFG的折射率傳感器的設(shè)計(jì)、建模、仿真、優(yōu)化等，詳細(xì)討論了各器件參數(shù)對(duì)傳感器的光譜特性的影響。
　　

2、主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)及研究?jī)?nèi)容包括:
　　(1)對(duì)基于光纖Sagnac環(huán)鏡的高靈敏度溫度傳感器進(jìn)行了設(shè)計(jì)研究，通過(guò)理論研究導(dǎo)出溫度對(duì)頻譜漂移量的理論計(jì)算式，得到基于游標(biāo)效應(yīng)的高靈敏度溫度傳感器的靈敏度為9.80nm/℃，比一階溫度傳感器靈敏度1.737nm/℃，增加了約5.64倍，并用Matlab軟件進(jìn)行了仿真驗(yàn)證;
　　(2)提出了一種新型高靈敏度的折射率傳感器，通過(guò)級(jí)聯(lián)不同參數(shù)的兩個(gè)LPFG組成折射率傳感器，進(jìn)行分析和研究，分析在

3、不同環(huán)境折射率參數(shù)情況下，研究級(jí)聯(lián)LPFG對(duì)靈敏度的影響，在OptiGrating軟件平臺(tái)進(jìn)行了仿真驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，研究獲取了LPFG折射率的傳感特性仿真結(jié)果，對(duì)于NaCl溶液，干涉波峰的波長(zhǎng)從1690nm漂移到1686nm，折射率靈敏度為90.91nm/RIU。對(duì)于蔗糖溶液，當(dāng)濃度從6％到50％，波長(zhǎng)的變化量約為15.2nm，折射率變化為0.0786，折射率靈敏度為193.384nm/RIU。并且在濃度超過(guò)50％時(shí)，波長(zhǎng)的變化非常大，在濃度