氢气的燃烧产物只有水,是当今最热的新能源之一,由于其燃烧效率高、产物无污染等优点而被广泛应用在生产生活的各个领域。目前对氢气浓度的测量方法多种多样,其中光纤氢气传感器本质安全,对电磁干扰免疫,近年来得到了广泛的研究。本文的主要研究内容是FP微腔在氢气传感的应用及其复用技术,从探究光纤FP传感器与AWG的匹配关系出发,分别提出光纤温度和氢气传感器,并实现了光纤温度和氢气传感器的多点复用测量。详细内容介绍如下:1.研究了基于AWG复用的多点FPI解调传感原理。探究了光纤FP传感器与AWG的通道匹配关系。光纤FP传感器的反射光谱会随着温度或氢气浓度的改变而发生漂移,同时具有周期性。AWG每个通道的反射光谱固定。当将光纤FP传感器与AWG的相应通道相连接时,外界参量变化时,由传感器检测到的光信号经过AWG的复用与解复用后,将会发生变化。2.提出并实现了一种基于AWG复用的多点测量温度传感器。该传感器的长度约为200μm,由一段单模光纤与空芯光纤熔接,并在空芯光纤内部填充PDMS而成,当PDMS受热膨胀时,FP传感器的腔长发生变化,AWG的反射光强会发生改变。在30℃-40℃温度范围内,两个通道的温度灵敏度达到1.090d B/℃和1.210 d B/℃。3.提出并实现了一种基于AWG复用的多点测量氢气传感器。该传感器通过在上述温度传感器的PDMS外表面沾附氢敏材料Pt/WO粉末形成。利用氢敏材料粉末与氢气发生化学反应的热效应引起光纤FP传感器的反射光谱漂移,将光纤FP传感器与AWG相连,实现氢气浓度的多点测量。
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