| 基于敏感膜折射率变化的光纤甲烷传感器 |
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| 引用本文： | 杨建春,徐龙君,陈伟民. 基于敏感膜折射率变化的光纤甲烷传感器[J]. 煤炭学报, 2010, 0(3): 420-423 |
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| 作者姓名： | 杨建春 徐龙君 陈伟民 |
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| 作者单位： | 1. 重庆大学光电工程学院;2. 重庆大学西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点实验室;3. 重庆大学 光电工程学院 光电技术及系统教育部重点实验室 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金资助项目(60871039);;重庆市科技攻关资助项目(2009AC6157) |
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| 摘 要： | 根据光波导理论，分析基于敏感膜折射率变化的光纤甲烷传感原理，设计并制作含笼形分子A的聚合物敏感膜的光纤甲烷传感器，通过甲烷传感实验评价传感性能，以现场瓦斯气体样品验证其有效性。数值计算表明，当敏感膜折射率n2介于1.441～1.447时，传感器归一化光功率随n2增加呈线性快速下降，适宜制作高灵敏度折射率型光纤甲烷传感器。实验发现，当甲烷浓度在0～27.0% (v/v)范围内，传感器信号随甲烷浓度增加呈线性增大，其斜率为0.007，相关系数R2＝0.963，该结果与数值计算结果相符；甲烷最低检出限2.80% (v/v)，响应时间120s，且传感器对一氧化碳、二氧化碳、硫化氢、氧气、氮气等非甲烷类气体不产生响应，选择性良好；用于现场瓦斯气体样品中的甲烷检测时，其测量结果与气相色谱法一致，相对误差1.47%。
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| 关 键 词： | 光纤传感器 笼形分子A 甲烷气体 敏感膜 折射率 |
| 收稿时间： | 2009-08-28 |
Optical fiber methane gas sensor based on refractive index change of sensing film |
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| YANG Jian-chun,,XU Long-jun,CHEN Wei-min. Optical fiber methane gas sensor based on refractive index change of sensing film[J]. Journal of China Coal Society, 2010, 0(3): 420-423 |
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| Authors: | YANG Jian-chun XU Long-jun CHEN Wei-min |
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| Affiliation: | 1.Key Laboratory for Optoelectronic Technology and Systems/a>;Ministry of Education/a>;College of Optoelectronic Engineering/a>;Chongqing University/a>;Chongqing 400044/a>;China/a>;2.Key Laboratory for the Exploitation of Southwest Resources and Environmental Disaster Control Engineering/a>;College of Resources and Environmental Science/a>;China |
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| Abstract: | By optical waveguide theory,the sensing principle of optical fiber methane gas sensor based on refractive index change of sensing film was analyzed.The sensor coated with the inclusion of cryptophane A in a transparent polysiloxane film was designed and fabricated.To evaluate its sensing performance and validity,the sensor signal was investigated by means of different concentration methane gas and coal mine gaseous sample.According to numerical simulation result,it is shown that normalized light power of th... |
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| Keywords: | optical fiber sensor cryphophane A methane gas sensing film refractive index |
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