Surface plasmon resonance sensor based on a single-mode polarization-maintaining optical fiber

A novel wavelength modulation-based fiber-optic surface plasmon resonance (SPR) sensor is reported which utilizes both polarization separation and broad band radiation depolarization in polarization-maintaining fibers to enhance sensor stability. Theoretical analysis of the sensing structure with ideally separated polarizations based on the mode of expansion and propagation method is presented. The effect of polarization cross-coupling was also analyzed in the approximation of an equivalent bulk optic structure. A laboratory prototype of the fiber-optic SPR sensor was characterized in terms of sensitivity and resolution. Experimental results indicate that this fiber-optic SPR sensor is able to resolve refractive index changes as low as 4×10⁻⁶ under moderate fiber deformations.     

光纤液滴传感器实现汽油溶液的鉴别

光纤液滴传感器是利用光纤来监测液滴的增长过程,通过分析随液滴下降过程而变化的光强变化曲线,获得反映液体的物理、化学性质的“光纤液滴指纹图”的测试系统。本文利用光纤液滴传感器测量了不同型号的汽油溶液,同时测量了不同型号的汽油溶液按比例混合后的液滴指纹图,通过对比分析液滴指纹图可以实现汽油溶液的鉴别。     

基于分布式光纤温度传感器测量系统

分布式光纤测温传感器是一种用于实时测量空间温度分布的新兴技术，从其理论依据入手，全面介绍了该系统硬件的实现过程，并讨论了实验结果及系统准确度。系统应用于航材仓库的温度监测，取得良好效果。     

新型埋入式长距离应变光纤传感器研制及性能研究

基于布里渊散射的分布式光纤传感技术可检测长距离光纤沿线的分布式应变和温度,非常适用于结构健康监测.但如何保证传感光纤在铺设及后期监测过程中的安全性是其应用于土木工程领域的关键问题.介绍了一种新型埋入式长距离光纤传感器的研制方法,首先在结构施工过程中根据监测网设计预埋微管,再通过气吹技术将传感光纤铺设至微管内部,最后利用...     

基于相敏检测技术的光纤氧传感器

采用相敏检测技术,实现了对弱荧光信号的检测。用于一种基于荧光猝灭原理的光纤氧传感器。传感器具有较强的抗干扰能力、较好的重复性和稳定性。     

基于DSP的光纤电压传感器的设计

为了克服传统电压传感器的稳定性差和精度低的缺点,提出了一种新型基于DSP的光纤电压传感器设计方式,并对其工作原理及特性进行了分析和讨论。应用双光路补偿和软件补偿法相结合的方法来减小温度对系统的影响,实验结果表明:新型光纤电压传感器的精度已达到0.1%。     

Evanescent wave sensor based on permanently bent single mode optical fiber

A novel refractive index sensing scheme based on evanescent wave interaction through locally and permanently bent single mode optical fibers is proposed. Local and permanent bends in single mode optical fibers enable significant power coupling between core and cladding modes. Order and number of excited cladding modes depend on bend features and determine the field profile at the output of the bent region. This in turn constitutes a simple mechanism to tailor the field distribution in single mode optical fibers useful for spatial light modulation. Moreover, since guided cladding modes are strongly influenced by the surrounding refractive index (SRI), the power transmitted at the output of the bent region as well as its dependence on the optical wavelength are strongly sensitive to the SRI opening new scenarios in sensing applications.     

基于DSP的光纤电流传感器设计与分析

在传统光纤电流传感基础上提出了一种新型基于DSP(digitalsignalprocessor)的光纤电流传感器设计方式 ,并对其工作原理及特性进行了详细的分析和讨论。这种基于DSP的光纤电流传感器为高强电流的测量提供一种新的途径     

光纤真空压力传感器的实验研究

基于反射式光纤位移传感器原理,利用真空膜盒,设计了一种光纤真空压力传感系统,该系统具有体积小、结构简单、全光纤传输,易于实现远程测量及使用方便等特点。实验结果表明:在103～105Pa的压力测量范围内,实验测量系统的绝对误差为±0.6×103Pa。     

Searching for optimal sensitivity of single-mode D-type optical fiber sensor in the phase measurement

To improve the sensitivity of a single-mode D-type optical fiber sensor, we selected a D-type optical fiber sensor with 4 mm long and 4 μm core thickness made of a single-mode fiber, a Au-coating on the sensor with a thickness range of 15–32 nm, a light wavelength of 632.8 nm, and an incident angle of 86.5–89.5° for different refractive index (1.33–1.40) sensing. These simulations are based on the surface plasmon resonance (SPR) theory using the phase method which shows that the sensitivity is proportional to the refractive index, Au film thickness and lower incident angle on the sensing interface. The sensitivity is higher than 4000 (degree/RIU), and the resolution is better than 2.5 × 10⁻⁶(RIU) as the minimum phase variation is 0.01°. This device is used to detect the refractive index or gas or liquid concentration in real-time. The proposed sensor is small, simple, inexpensive, and provides an in vivo test.     

基于光纤法布里-珀罗干涉仪的温度传感器

提出了一种基于光纤法布里-珀罗(F-P)干涉仪的温度传感器,传感器的敏感部分是一段两端研磨为平面的单模光纤,它的一端与一根单模传光光纤相接以形成一个反射面,另一端与空气接触形成另一个反射面,这两个反射面与敏感部分光纤形成本征光纤F-P干涉仪(IFPI).分析了该光纤温度传感器的温度响应特性,制作了传感器原理样机,搭建了测试平台,并对原理样机进行了测试.在25 ～30℃的范围内对传感器进行了标定,测得温度响应灵敏度为21.504·2πrad/℃,温度分辨率为0.046℃.实验结果表明:该传感器对温度有较好的线性响应和较高的灵敏度,且制作工艺简单,成本低,具有良好的应用前景.     

基于正交试验的光纤传感器金属化连接工艺优化

为了克服光纤传感器有机胶封装带来的可靠性差、应变传递效率低的问题,采用粒子扩散系统对光纤传感器进行金属化连接以实现光纤传感器的无胶封装;为提高金属粘接层与基体的结合强度,设计了以工作距离、驱动电压、进给速度、粒子场气压为试验素的4水平正交试验方案,并用划痕法对金属粘接层的结合强度结果进行评估。通过统计分析,获得了影响金属粘接层与基体结合强度的主要因素和次要因素,优化了光纤传感器金属化连接工艺。     

基于光纤布拉格光栅湿度传感器的研究

文章基于光纤布拉格光栅对温度、湿度等敏感的基础上,分析了以聚酰亚胺（PI）薄膜为湿敏涂层,当湿度变化时,由于涂层的膨胀,导致光纤布拉格光栅产生应变,从而对湿度传感。理论分析与实验证明,光纤布拉格光栅湿度传感器是一种性能良好的湿度传感器。     

光纤温度传感器在航空测控中的应用

分析了航空测控系统中温度测试需求和光纤温度传感器测试原理，设计了应用光纤温度传感器的航空发动机温度测试系统，对系统中关键技术－－光纤连接技术进行了详细的讨论。     

Ultra trace mercury(II) detection by a highly selective new optical sensor

This paper presents the development and construction of a sensitive new optical sensor that is highly selective to Hg²⁺ ion in aqueous solution. The sensing element, the newly synthesized (1Z,2Z)-N′¹,N′²-dihydroxy-N¹,N²-dipyridin-2-ylethanediimidamide, incorporated into a plasticized poly(vinyl chloride) membrane, is capable of determining mercury(II) with a high selectivity over a wide dynamic range from 5.78 × 10⁻⁹ to 1.05 × 10⁻³ M at pH 4.0 with a lower detection limit of 1.71 × 10⁻⁹ M. The optode membrane's response to Hg²⁺ is fully reversible and reveals a very good selectivity towards Hg²⁺ ion over a wide variety of other metal ions in solution. Performance characteristics of the sensor evaluated as good reversibility, wide dynamic range, long life span, long-term response stability, and high reproducibility. The proposed optical sensor gives good results for applications in direct determination of mercury(II) in environmental real samples that are satisfactorily comparable with corresponding data from cold-vapor atomic absorption spectrometry.     

基于光强余弦分布的同轴型光纤位移传感器设计

在分析了发射光纤出射端光强分布的几种模型基础上,提出了光强余弦分布的假设,并据此建立了单光纤对数学模型,设计出用于叶轮泵转轴径向跳动测量的同轴型光纤束位移传感器,建立了光纤束传感器调制函数的数学模型,仿真分析了传感器的输出特性。对测试系统稳定性进行了动态测试,结果表明:在转轴转速保持5 000 r/m in时,5m in内其稳定性优于±10μm,满足设计要求。可见发射光纤出射端光强余弦分布假设与实际相符,对光强调制型光纤传感器的设计具有指导意义。     

基于F-P原理的非本征型光纤爆炸动压传感器设计

设计了一种非本征型光纤法布里-珀罗(F-P)爆炸压力传感器,传感器采用膜片式结构,采用三波长法对F-P信号进行解调.压力加载试验表明,研制的F-P压力传感器线性度较好,具有较高的频响特性,在实际的爆炸测试中不受电磁干扰影响,可用于爆炸动压测量.     

基于光纤传感技术的金属线胀系数非接触测量

针对传统金属线胀系数测试方法存在的缺陷,介绍一种新颖的金属线胀系数实时非接触测量方法。该方法是利用反射式光纤位移传感器输出特性曲线的线性区实现微位移测量的原理,从而实现对金属线胀系数的测量,实验给出了测试结果:黄铜棒的线胀系数为 18. 81×10-6 /℃,铁棒的线胀系数为11. 69×10-6 /℃。该方法无论是操作过程还是测量精度都优于传统测量方法。     

新型光纤化学瓦斯传感器的研究

利用超分子化合物穴番A对瓦斯气体的吸附作用将引起光纤包层折射率发生相应改变,结合模式滤光检测技术,提出了一种新的瓦斯传感器检测方法.分析了这种光纤化学瓦斯传感器的工作原理、组成结构及光纤的涂层方法.针对传感系统进行瓦斯监测实验表明:这种传感器能实时准确地检测出甲烷气体体积分数,是一种简便,快速,灵敏的瓦斯检测办法.     

复合纤维材料中压力传感器的应力分析和优化

在流量控制系统中,需要在由复合纤维材料制成的机翼中嵌入压力传感器.由于机翼结构会对压力传感器的性能产生影响,因此,通过有限元分析软件对该模型在一定拉力作用下的应力情况进行模拟,发现在压力传感器的边缘出现了应力集中.通过3种改进设计,可以降低或者消除应力集中,即对传感器的4个外直角进行倒棱操作;将传感器旋转45°后嵌入;在传感器外围黏合铝合金薄片.在对上述3种优化方法进行有限元分析模拟后,发现在传感器外围黏合铝合金薄片有效提高了传感器的抗拉强度,消除了应力集中.