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一种新的光纤Bragg光栅氢气传感器制作方法 被引量：13
1
作者 辛鑫 吴永武 +3 位作者 刘慧敏 陈俊琏 彭飞 钟年丙 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期58-69,共12页
为了实现高温高湿环境下氢气浓度稳定准确的检测,提出了一种新的光纤布拉格光栅(FBG)氢气传感器制作方法。首先,在FBG表面自聚合组装聚多巴胺涂层,并将组装成的涂层用于吸附氯化钯溶液中的钯离子、形成钯核,以增强钯核在光纤表面的黏附... 为了实现高温高湿环境下氢气浓度稳定准确的检测,提出了一种新的光纤布拉格光栅(FBG)氢气传感器制作方法。首先,在FBG表面自聚合组装聚多巴胺涂层,并将组装成的涂层用于吸附氯化钯溶液中的钯离子、形成钯核,以增强钯核在光纤表面的黏附强度。其次,利用还原剂为钯离子提供还原位点,将钯核生长为致密的钯膜。再次,在钯膜表面涂覆一层氧化硅超疏水薄膜,以增强光纤在高湿环境下运行的稳定性。最后,引入温度补偿单元,消除温度对氢浓度测量产生的影响。实验研究了聚多巴胺厚度、还原剂种类、钯膜厚度和温湿度对传感器氢敏响应特性的影响。研究发现,在温度为30~70℃、相对湿度为20%~90%的范围内,传感器能稳定准确地响应氢气浓度的变化,灵敏度达10.80 pm/%、相对误差小于7.2%。 展开更多
关键词 光纤光学 光纤BRAGG光栅 氢气浓度 温度 聚多巴胺 钯膜 超疏水涂层
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老化处理对塑料光纤传感器光传输及灵敏度的影响 被引量：12
2
作者 钟年丙 李超楠 +4 位作者 刘洋 邱思炜 梁小勃 王鑫 王庆智 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期971-978,共8页
为了提高正规包层-纤芯类倏逝波塑料光纤传感器的灵敏度,本文对传感器敏感区在真空和水浴中进行了老化处理。老化处理时,先将光纤部分区域的保护层去除;然后将这种裸光纤作为传感器的敏感区,对其进行真空和蒸馏水老化处理。对比研究了... 为了提高正规包层-纤芯类倏逝波塑料光纤传感器的灵敏度,本文对传感器敏感区在真空和水浴中进行了老化处理。老化处理时,先将光纤部分区域的保护层去除;然后将这种裸光纤作为传感器的敏感区,对其进行真空和蒸馏水老化处理。对比研究了传感器敏感区经真空和蒸馏水老化不同时间后的光传输特性及灵敏度,分析了老化处理对传感器光传输特性与灵敏度的影响机理。研究表明:老化处理后,塑料光纤纤芯折射率及材料成分发生了变化,由此改变了光纤内部光传输模式及光纤表面有效倏逝场透射深度与传播长度,从而降低了传感器的光传输性能。传感器对葡萄糖溶液的灵敏度随着老化时间的延长先增大后减少,在真空中105℃老化处理20min后的灵敏度达到最高-0.004 2/g·(100mL)-1,高于蒸馏水老化处理后的传感器灵敏度。研究结果对高灵敏度正规包层-纤芯类塑料光纤倏逝波传感器的研制提供了技术支撑。 展开更多
关键词 光纤传感器 倏逝波传感器 塑料光纤 正规包层-纤芯结构 老化处理 灵敏度 光传输
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基于荧光猝灭原理的塑料光纤溶解氧传感器 被引量：7
3
作者 赵明富 周慧 +3 位作者 李成成 田霞 邹文根 钟年丙 《半导体光电》 CAS 北大核心 2017年第1期26-29,共4页
为了在线测量微生物燃料电池内溶解氧浓度,提高微生物燃料电池的产电效率,利用荧光猝灭原理,采用邻啡咯啉钌作为荧光标记物,并采用溶胶-凝胶法制备了氧敏感膜。将该敏感膜固定在塑料光纤表面,通过测量荧光指示剂发出的荧光强度实现了对... 为了在线测量微生物燃料电池内溶解氧浓度,提高微生物燃料电池的产电效率,利用荧光猝灭原理,采用邻啡咯啉钌作为荧光标记物,并采用溶胶-凝胶法制备了氧敏感膜。将该敏感膜固定在塑料光纤表面,通过测量荧光指示剂发出的荧光强度实现了对溶解氧浓度的测量。实验结果表明,传感器的相对荧光强度与溶解氧浓度具有较好的线性关系,拟合系数达到0.980 7,且传感器具有良好的可逆性。 展开更多
关键词 塑料光纤 荧光猝灭 溶解氧 传感器
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细直径极大倾角光纤光栅pH值传感器 被引量：4
4
作者 赵明富 邹文根 +4 位作者 罗彬彬 邹雪 石胜辉 汤斌 徐杨非 《半导体光电》 北大核心 2017年第3期315-320,381,共7页
为提高现有光纤pH值传感器的检测灵敏度和检测范围,降低弯曲以及温度交叉敏感的影响,提出以pH值敏感型智能水凝胶为敏感膜的细直径极大倾角光纤光栅(Thin Excessively Tilted Fiber Grating,Thin-Ex-TFG)pH值传感器。理论上分析了影响... 为提高现有光纤pH值传感器的检测灵敏度和检测范围,降低弯曲以及温度交叉敏感的影响,提出以pH值敏感型智能水凝胶为敏感膜的细直径极大倾角光纤光栅(Thin Excessively Tilted Fiber Grating,Thin-Ex-TFG)pH值传感器。理论上分析了影响传感器灵敏度的因素,研究了提高传感器灵敏度的方案。然后,制作出不同封装厚度的Thin-Ex-TFG pH值传感器,进行实验研究。实验结果表明:Thin-Ex-TFG pH值传感器相比基于光纤Bragg光栅和长周期光纤光栅的pH值传感器,检测灵敏度(最大可达-0.704nm/pH)和响应范围(pH值2~7)均有提高;与标准直径极大倾角光纤光栅相比,其检测灵敏度也有所提升。此外,增加水凝胶涂覆厚度或减少光纤光栅包层直径均能有效地提高pH值检测的灵敏度,实验结果与理论分析吻合。 展开更多
关键词 PH 细直径极大倾角光纤光栅 智能水凝胶 灵敏度 交叉敏感
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镍氢电池总成充放电性能研究 被引量：1
5
作者 龙洁 赵明富 +1 位作者 辛鑫 钟年丙 《激光杂志》 北大核心 2016年第12期95-98,共4页
根据镍氢电池的工作原理、典型充放电特性,提出了镍氢电池总成充放电特性测试方法。在实验过程中采用Arbin测试仪及CAN总线实时监控了电池的工作状态,即电池组的电流、电压、温度、荷电状态(SOC)等信号。实验结果表明,镍氢电池组的内阻... 根据镍氢电池的工作原理、典型充放电特性,提出了镍氢电池总成充放电特性测试方法。在实验过程中采用Arbin测试仪及CAN总线实时监控了电池的工作状态,即电池组的电流、电压、温度、荷电状态(SOC)等信号。实验结果表明,镍氢电池组的内阻小,约为0.23Ω,总成充放电性能较好,循环充放电性能比较稳定,充放电功率比较高,适合作为车载动力电池。 展开更多
关键词 镍氢电池 Arbin测试仪 总成充放电试验 内阻实验
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紫外-可见光谱水质检测系统的多束LED光纤耦合研究 被引量：1
6
作者 赵明富 邓思兴 +2 位作者 汤斌 唐平 陈海军 《半导体光电》 北大核心 2017年第6期883-887,共5页
针对紫外-可见光谱水质检测系统单个LED光源输出功率低、光束质量差的问题,提出了一种多束紫外LED光源与光纤合束耦合的结构设计方案。运用ZEMAX光学分析软件开展了仿真设计研究,针对紫外LED光源与光纤耦合发散角较大的问题,设计了非球... 针对紫外-可见光谱水质检测系统单个LED光源输出功率低、光束质量差的问题,提出了一种多束紫外LED光源与光纤合束耦合的结构设计方案。运用ZEMAX光学分析软件开展了仿真设计研究,针对紫外LED光源与光纤耦合发散角较大的问题,设计了非球面准直透镜,准直后发散角为0.403mrad;针对光束尺寸与光纤的匹配问题,进行了消色差双分离聚焦耦合透镜的设计。实验结果表明,合束LED光束汇聚的弥散斑的RMS尺寸为186.412μm,GEO点尺寸为290.071μm,光束中95%以上的能量集中在300μm以内,实现了多束LED光源与光纤的高效耦合。 展开更多
关键词 紫外-可见光谱法 多束紫外LED 准直 聚焦 光纤耦合 ZEMAX
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真空老化对锲形塑料光纤传感器性能的影响研究
7
作者 龙洁 赵明富 +2 位作者 吴若华 辛鑫 岑艳艳 《激光杂志》 北大核心 2017年第5期23-26,共4页
为了研究真空老化处理对塑料光纤传感器性能的影响,首先将不同直径光纤部分区域保护层去除后的裸光纤加工为锲形作为传感器敏感区;其次对敏感区进行真空老化处理;然后研究不同直径锲形光纤经真空老化后光纤直径、宽度及重量的变化信息,... 为了研究真空老化处理对塑料光纤传感器性能的影响,首先将不同直径光纤部分区域保护层去除后的裸光纤加工为锲形作为传感器敏感区;其次对敏感区进行真空老化处理;然后研究不同直径锲形光纤经真空老化后光纤直径、宽度及重量的变化信息,以及老化处理对传感器光传输与灵敏度的影响。实验结果表明:在真空中105℃老化处理30 min后,当光纤直径不小于2 mm时,老化处后传感器对短波长光束传输能力增强,传感器灵敏度增加;当光纤直径小于2 mm时,老化处理后传感器光传输性能及灵敏度降低,且传感器灵敏度的衰减量随光纤直径的越小而越大。 展开更多
关键词 塑料光纤 锲形光纤 倏逝波传感器 灵敏度 光传输
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