一种监测钢盘腐蚀的光波导传感方法

本文提出一种用于混凝土结构钢筋腐蚀监测的光波导传感方案该方案基于用金属膜层局部取代光波导的介质包层,构成腐蚀敏感膜,从而获取金属腐蚀信息。本文依据波导理论定性分析了该方案的腐蚀传感原理,提出了在光纤表面形成与钢筋材料相同的Ｆｅ－Ｃ合金膜的电化学镀膜方法,通过引入化学镀银夹层充当电镀负极,解决了光纤与Ｆｅ－Ｃ合金亲和性差的问题。在平板波导材料上研究了电化学镀膜工艺,并研制出含有Ａｇ夹层的Ｆｅ－Ｃ合金     

光纤传感器对混凝土结构钢筋腐蚀监测的研究

本文报道了光纤传感器用于混凝土结构钢筋腐蚀监测的实验研究结果。该传感方案基于用Fe-C合金膜局部取代光纤介质包层,构成腐蚀敏感膜,从而获取金属腐蚀信息。为了监测钢筋在实际混凝土结构中的腐蚀行为。本文提出了可以埋入到结构中的光纤腐蚀传感器（FOCS）,并对埋入工艺进行研究,通过人造裂缝将防冰盐（NaCl）溶液加入到混凝土结构钢筋处并进行加速腐蚀,用紧贴钢筋铺设的FOCS监测钢筋腐蚀过程中输出光功率的变化,结果表明FOCS输出光功率变化和腐蚀介质的pH值变化有良好的对应关系,并与腐蚀电化学理论描述相一致,证实了所提传感器方案的可行性。     

Fe-C合金膜光纤腐蚀传感器的制作及性能研究

为了在光纤纤芯上制备更符合要求的Fe-C合金膜,取代了氢氟酸(HF)腐蚀包层的方法,选用刀笔去除光纤的涂覆层和包层;分别使用物理气相沉积离子溅射金及Fe-C合金、物理气相沉积真空蒸镀Fe-C合金、化学镀铜4种方法使纤芯表面金属化.经过对比分析,选择在金膜和铜膜上继续利用电镀方法沉积上不同厚度的Fe-C合金膜,进而进行腐蚀传感实验.最后利用新的实验数据记录方法,并通过实验中不同厚度的Fe-C合金膜表现出的传感特点,提出了一个腐蚀定量监测方案.结果表明,通过离子溅射金使纤芯金属化是一个相对较好的方法,这为Fe-C合金膜光纤腐蚀传感器的进一步发展开启了新思路.     

Fe-C合金膜光纤腐蚀传感器的制作及性能研究

为了在光纤纤芯上制备更符合要求的Fe-C合金膜,取代了氢氟酸(HF)腐蚀包层的方法,选用刀笔去除光纤的涂覆层和包层;分别使用物理气相沉积离子溅射金及Fe-C合金、物理气相沉积真空蒸镀Fe-C合金、化学镀铜4种方法使纤芯表面金属化。经过对比分析,选择在金膜和铜膜上继续利用电镀方法沉积上不同厚度的Fe-C合金膜,进而进行腐蚀传感实验。最后利用新的实验数据记录方法,并通过实验中不同厚度的Fe-C合金膜表现出的传感特点,提出了一个腐蚀定量监测方案。结果表明,通过离子溅射金使纤芯金属化是一个相对较好的方法,这为Fe-C合金膜光纤腐蚀传感器的进一步发展开启了新思路。     

基于分布式布里渊光学时域反射的光纤腐蚀传感器的实验研究

研究开发了一种用于监测钢筋混凝土结构中钢筋腐蚀的基于分布式布里渊光学时域反射(BOTDR)的光纤腐蚀传感器,探讨了布里渊传感技术中有效测点的选择方法,并推导了适用于布里渊光纤腐蚀传感器的钢筋腐蚀定量评价公式。利用电化学加速腐蚀实验系统对埋入混凝土试件中的布里渊光纤腐蚀传感器的性能进行了实验研究,利用推导的钢筋腐蚀定量评价公式和布里渊分析仪采集到的数据对钢筋腐蚀的程度进行了实时监测。实验研究表明,该传感器能够有效监测钢筋的早期腐蚀,并实现了对腐蚀的准分布式、实时和定量测量。布里渊光纤腐蚀传感器对钢筋质量损失率δ的有效监测范围约为0.0~0.1%,分辨率约为1.1×10-5。     

具有消逝场结构的光纤氢气传感器

综述了消逝场型光纤氢气传感器的原理、特点，对光纤中消逝场的分布情况作了理论分析。光纤腐蚀实验所得数据绘制的图像与理论分析图像在变化趋势上一致，同时；实验结果也揭示了光纤腐蚀的规律性。最后使用腐蚀所得的光纤通过镀膜制作出了光纤氢气传感器的传感头。     

平面波导光传感器的研究进展

高灵敏度的光传感技术在工业过程控制、环境监测、食品安全、国家安全等领域具有重要的应用.随着平面光集成制备技术的发展,光传感器件也从研究开发光纤传感器拓展到便于集成的平面波导光传感器,特别是采用多孔、易掺杂的溶胶一凝胶材料作为化学、生物医学探测的光传感媒介.综述了平而波导光传感器的研究现状与发展趋势,讨论了器件的光传感原理与结构,介绍了其在化学、生物医学、环境检测等方面的虚用.     

镀膜光纤光栅应用与发展

镀膜光纤光栅(CFG)是近年来光通信、光传感应用领域的研究热点,以其优异的光学特性和调节灵活的设计而使其具有诱人的应用前景.对镀膜光纤光栅的结构和理论特性作一简要的介绍,给出镀介质膜和金属膜的光纤光栅计算模型,重点阐述镀膜光纤光栅在传感和通信领域中的应用,对镀膜光纤光栅的发展方向作进一步展望.     

吸收式气敏传感空芯光纤的设计和制备

研发了红外波段吸收式气敏传感空芯光纤.空芯光纤的内面镀有银膜和介质膜,在目标波长提高反射率从而降低损耗.银膜和介质膜分别采用化学银镜反应法和液相镀膜法成膜.优化介质膜的材料和膜厚.光纤在可见光到中红外波段实现了低损耗特性.空芯光纤不仅可以用作气体传感的光吸收气室,而且也可用作红外光的传输媒介.初步实验结果显示这种空芯光纤可以替代普通的气体吸收气室,实现传感系统小型化.     

混凝土结构中钢筋腐蚀监测的光纤传感技术

综述了混凝土结构内部钢筋腐蚀监测的光纤传感技术最新进展,分析了钢筋腐蚀产生的原因及现象,介绍了几种光纤腐蚀传感的原理及特点,指出了今后的发展趋势。     

光纤金属腐蚀传感器的应用及研究现状

随着经济的高速发展,金属材料腐蚀时刻影响着安全生产,对国民经济造成了重大损失,因此如何有效地监控金属材料腐蚀就显得特别重要。对目前用于金属材料腐蚀监控的光纤金属腐蚀监控技术进行了分类,分析了各种技术的优缺点以及光纤金属腐蚀传感器的工作原理、研究应用现状及发展趋势。     

超紧凑全光纤马赫-曾德尔干涉仪及其应变特性研究

设计了一种由封闭在光纤内的纺锤型空气腔和其周围的SiO2构成的三明治结构全光纤马赫-曾德尔干涉仪,并将其用于应变传感.纺锤型空气腔利用光子晶体光纤和普通单模光纤熔接后再拉锥形成.由于干涉仪的两个干涉臂介质为空气和SiO2,因此超短的干涉臂长使光传输损耗大大降低,构成了超紧凑马赫-曾德尔干涉仪.该干涉仪用于应变传感可大大减小弯曲带来的串扰,提高系统的稳定性.建立了超紧凑马赫-曾德尔干涉仪模型,基于FDTD算法对干涉仪输出的干涉条纹以及各部分的电场分布进行了仿真,得到了应变传感器干涉条纹波谷波长与应变的关系,为设计制作超紧凑全光纤马赫-曾德尔应变传感器提供了理论依据.     

基于微椭球空气腔的光纤压力传感器的设计

设计了一种新型的在线光纤法布里-珀罗(F-P)压力传感器.该传感器的F-P腔为微椭球空气腔,由光纤熔接机以特定的熔接参数熔接单模光纤和实芯光子晶体光纤而成.该传感器基于F-P干涉原理测量压力,全石英结构,制作工艺简单,温度串扰小.分析了封闭的椭球形空气F-P腔中短轴直径(腔长)与长轴半径(敏感膜有效半径)的关系;利用高斯光束传输理论分析了空气F-P腔形状与腔内损耗的关系.分析了SiO2敏感膜受压后中心挠度与膜厚、有效半径的关系.建立了SiO2膜的压力敏感特性模型,在施加均布载荷条件下对模型的挠度形变特性进行了数值解析和有限元仿真.仿真了传感器F-P干涉条纹波谷波长与压力的关系,为设计制作光纤微压传感器提供了理论依据.     

多层介质膜红外空芯光纤的传输特性

提出了一种计算多层介质膜空芯光纤损耗谱特性的方法,理论分析了介质—金属膜结构红外空芯光纤的传输损耗特性.将各层膜的厚度、材料色散和表面粗糙度等特性引入理论计算后,根据实测损耗谱估算了每层介质膜厚度.通过比较实测和理论计算损耗谱,调整优化了工艺参数.采用液相镀膜法,制作了在中红外波长带有低损耗特性的Ag/SiO2/AgI/SiO2三层介质膜结构空芯光纤.     

Development of horizontal elements in 3-D microcontacts

This paper describes the development and production of horizontal elements in three-dimensional (3-D) microcontacts, implemented in package to PCB assembly. Instead of the standard vacuum deposition process of metal films onto dielectric interfaces, an alternative method aiming at simplicity and lower-cost relative to the technology roadmap, is proposed. This method employs chemical activation and pretreatment of the dielectric photoresist surface with fluid carbon content substance, thus providing also electrical conductivity for direct metal electroplating. A special regime of reverse electrochemical deposition is applied in order to enhance the adhesion of the layer deposited onto the activated surface. This paper presents experimental results of the horizontal elements investigation relative to 3-D microcontacts.     

一种基于光纤布拉格光栅的金属腐蚀传感器

基于钢筋混凝土中钢筋锈蚀膨胀和光纤布拉格光 栅(FBG)应变测量原理,设计了一种新型的FBG金属腐蚀传感器。传感器由FBG腐蚀测量传 感器、FBG温度补偿传感器和带有通槽、凹槽、 通孔的钢筋件组成。FBG腐蚀测量传感器用于测量钢筋锈蚀引起的应变,FBG温度补偿传感器 用于消除温 度交叉敏感特性。钢筋件的通槽用环氧树脂填充后,把腐蚀测量传感器的FBG紧密缠绕在钢 筋件的表面, 并固定在环氧树脂固定点上。温度补偿传感器的FBG经过增敏处理后布置在通孔中。推导了 钢筋锈蚀率与FBG波长的理论计算公式;制作了用水泥砂浆封装的FBG金属 腐蚀传感器;最后在制作的混凝土试件上进行加速腐蚀实验,考核传感器的性能。实验结果 表明,设计的FBG 金属腐蚀传感器能够直接测量钢筋的锈蚀程度,并且具有较大的量程,可实现钢筋 混凝土结构中钢筋的 轻微锈蚀和较严重锈蚀情况监测,适用于建筑、桥梁和隧道等领域钢筋混凝土结构中钢 筋锈蚀的结构健康监测。