光纤气体传感器综述.docx

光纤气体传感器综述.docx:..光纤气体传感器综述郑婉君摘要:光纤气体传感器是20批纪80年代出现的一种新型传感器,由于它在技术上的各种优点使其在气体检测屮得到广泛的应用。木文介绍了光纤气体传感器的分类及各类光纤气体传感器的基本原理。关键词:光纤传感,气体传感器—.引言近三十年來,伴随着光纤和光通信技术的高速发展,光纤传感器逐渐成为研究的主流。由于光纤气体传感器具有抗干扰性强、木质安全、可利用现有光通信技术和器件、便于纽•成传感网络等特点,使得其相比传统气体传感器有着无可比拟的优势⑴,这种传感技术具有测量灵敏度高,气体鉴别能力好,响应速度快,耐高温及潮湿能力强,气体传感探头(气体吸收盒)简单可靠以及易于形成网络等优点,因而是目前最有前途的一•种气体传感技术。它已应用在社会生活的许多方曲:工业气体在线监测、有害气体分析、坏境空气质量监测和爆炸气体检测以及对火山喷发气体的分析[M等。光纤气体传感器的介绍与分类近年来,传感器在朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展。在这一过程屮,光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受讶睐。光纤具有很多优异的性能,例如:抗电磁干扰和原子辐射的性能,径细、质软、重量轻的机械性能;绝缘、无感应的电气性能;耐水、耐高温、耐腐蚀的化学性能等,它能够在人达不到的地方(如高温区),或者对人有害的地区(如核辐射区),起到人的耳li的作用,而且还能超越人的生理界限,接收人的感官所感受不到的外界信息。光纤气体传感器作为一个重要的分支在生活屮越来越广泛地被应用。2」光纤气体传感器介绍光纤气体传感的检测原理主要是通过检测光信号与外界被测气体参数相互作用后的参量改变反映气体的成分与浓度,可能引起包括光波强度、频率、偏振态、相位、非线性等的变化,从这些变化的光参数屮提取被测气体参数的信息。:一类是传感型光纤气体传感器也称为功能型传感器,光纤在传感系统屮不仅具有传输光的作用同时乂是系统屮的传感元件,该传感器需采用特种光纤(光子晶体光纤)或对光纤进行化学物理预处理。另一类是传光型光纤气体传感器也称为非功能熨传感器,光纤在传感系统屮仅起到传输光信号的作川,该传感器主要原理是基于气体的光谱吸收。三•传感型光纤气体传感器(功能型光纤气体传感器)传感型光纤气体传感器是利用光纤屮传输光信号与待测气体Z间相互作用来实现的。它的传感机理主要取决于气体的同有属性,不同气体与光信号的相互作用不同,从而根据不用的效应提取相应气体的信息。3」基于折射率变化的多孔型光纤气体传感器光了晶体光纤(多孔光纤)内部有大量密集的小气孔,在裸露纤芯表面或是端面涂敷一层特殊材料与气体作用时折射率(光程)会发生变化,这类材料对一些气体敏感,可引起光波导的参数改变,如损耗、有效折射率、双折射等,运用强度模式或干涉等方法检测参数变化最就可实现对气体的成分和浓度进行分析⑺。anopolysiloxanes(彳j机聚硅氧烷)对CO?气体敏感,-,可用溶胶■凝胶(Sol・Gel)方法将其涂敷在光纤纤芯上冈,通过测量光纤输出光强得到材料由气体引起的光吸收系数和折射率的变化,从而分析气体参数cferrocenylenesilylene聚合物与共聚