光纤bragg光栅ph值传感器及其增敏地研究

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1、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得暨南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解暨南大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权暨南大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫

2、描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日学位论文作者毕业后去向：工作单位：电话：通信地址：邮编：暨南大学硕士学位论文摘要光纤光栅作为一种新型的光纤器件，在传感器应用中有着特别重要的意义和作用。目前，在物理检测应用方面，光纤光栅传感器已经有成熟的研究成果，例如光纤光栅应变传感器、温度传感器、位移传感器和加速度传感器等已经得到了工业化的发展和应用。然而，在环保、气象等涉及化学参量检测领域的应用中，光纤光栅传感器仍然处于探索阶段，相关的研究也成为当今光纤光栅的研究热点。本文针对化学参量pH值的检测需求，

3、结合光纤光栅传感技术的优势，通过理论分析和实验设计研究了光纤Bragg光栅pH值传感器及其增敏技术。首先，论述了光纤Bragg光栅pH值传感器的原理及相关的增敏封装原理。然后，从水凝胶的配制、光纤Bragg光栅的刻写、传感器封装的制作以及传感器的测试等几个方面对光纤Bragg光栅pH值传感器的实验研究进行详细的介绍。最后，详细分析了光纤Bragg光栅pH值传感器的增敏技术，并研制出了经过增敏和优化的光纤Bragg光栅pH值传感器。本文通过理论分析和实验研究，得出了提高光纤Bragg光栅pH值传感器灵敏度的关键方法——圆周对称地增加凝胶层的厚度。提出了使凝胶层在厚度增加时也能够保持圆周对

4、称效果的多层水凝胶包覆结构，并研究了“边涂覆边固化”的实验工艺来完成基于多层水凝胶包覆的增敏封装。研制出了pH值测量范围为6~12，灵敏度为52pm/pH，凝胶层增敏封装厚度为580μm的光纤Bragg光栅pH值传感器。为光纤Bragg光栅pH值传感器在环保气象领域乃至其他领域的实用化和其他FBG凝胶传感器的增敏研究提供有益参考。关键词：光纤Bragg光栅，水凝胶，pH值传感器，增敏I暨南大学硕士学位论文AbstractWithadvantagesofhighsensitivity,wavelengthencodingandreflectivemeasurement,etc.,fibe

5、rBragggratingshavebeenprovedtobehighperformancesensorsindetectingphysicalquantities,suchasthetrain,temperature,displacement,acceleration.However,thefiberBragggrating(FBG)sensorsdesignedforchemicaldetection,suchasinenvironmentalfieldandmeteorologicalfield,arestillinthestageofexploration,andrelate

6、dstudiesarebecomingthecurrentresearchhotspotsofFBG.AimingatthefocusofFBG-basedpHsensingtechnology,akindofFBG-basedpHsensorisproposedandstudied.ThekeyfactorofthesensitivityintheFBG-basedpHsensorisanalyzedindetailbytheoryanalysisandexperimentaltests.First,theprincipleofFBG-basedpHsensors,aswellast

7、hesensitivecoverofFBGisdiscussed.ThenthefabricationoftheFBG-basedpHsensorsisstudieddeeplyfromaspectsofhydrogelpreparating,FBGwriting,hydrogelcoatingandtesting.Finally,thekeyfactorofthesensitivityimprovingoftheFBG-basedpHsens