光纤相对湿度传感器研究开题报告

 2022-12-05 10:35:25

1. 研究目的与意义

研究目的:本课题针对光纤相对湿度传感器进行了详细的研究和介绍,从而了解到光纤相对湿度传感器的理论基础和器件,从而更加了解了它的工作原理。光纤湿度传感器是指利用光纤去感应空气相对湿度的装置。在深度了解的情况下我们可以在基础上利用更加新颖的湿敏材料构建一个光纤湿度传感系统,设计目的在于做成的光纤相对湿度传感器有良好的湿度传感系统,在一定温度下,湿度与光强基本成线性分布,误差值相对较小。

研究意义:湿度是一个重要的物理量,在经济发展,日常生活、环境气象、科学研究、安全防范等方面都需要对空气湿度的精准测量,在经济发展,日常生活、环境气象、科学研究、安全防范等方面都需要对空气湿度的精准测量。目前已经开发并投入使用的相对湿度传感器可以分为干湿球型相对传感器、露点仪型相对湿度传感器、电阻型相对湿度传感器、电容型相对湿度传感器、光线型相对湿度传感器等类型。干湿球型湿度传感器的测量精度较低、响应速度慢;露点仪型湿度传感器对环境清洁度要求较高。而电阻型和电容型虽说精度高、响应速度快而且传感信号易于处理,但是存在着易受电磁信号干扰、使用寿命较短、难以适应恶劣环境等缺点。因此,制作简单、结构轻巧、精确度高、传输距离远、使用环境广泛的光纤湿度传感器具有非常重要的研究意义和巨大的应用潜力。

研究背景:光纤湿度传感器将感应到的相对湿度变化的信号,以一定的规律转换成各种形式的的光学信号,以实现信号的感应和传输。光纤湿度传感器的传感机理是,从光源发出的信号光经过光纤传输到调制区,外界环境的相对湿度的相对环境参数同调制区的信号光发生相互作用,导致信号光的各种光学参量发生改变,成为被调制的信号源,将经过调制的信号光输入探测器中进行解调,即可获得相对湿度参数。根据传感机理的不同,主要可分为光纤光栅型、强度型、光纤干涉仪型等。

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2. 研究内容与预期目标

主要研究内容

(1)了解光纤传感器及光纤相对湿度传感器基本知识和研究现状;

(2)掌握干涉型光纤相对湿度传感器的基本原理;

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3. 研究方法与步骤

研究方法:

(1)基于湿敏材料的错位熔接光纤湿度传感器

(2)基于湿敏材料的Sagnac环型光纤湿度传感器

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4. 参考文献

[1] 庞拂飞,徐平,郭海润等,光纤渐逝波耦合湿度传感器研究,光通信技术,2008,32(3):26-28;

[2] 姚军,偏置熔接的光纤干涉式湿度传感器研究,重庆大学,2012;

[3] 任乃奎,熊燕玲,吴明泽等,多模光纤模间干涉传感器研究进展,激光与光电子学进展,2016,53(7):070001;

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5. 工作计划

(1)1月5日-3月3日,查阅课题相关文献和资料,了解光纤传感器和光纤相对湿度传感器基础知识和研究现状。

(2)3月 4 日~3月31日,确定毕设思路,完成开题报告;

(3)4月 1 日~4月14日,深入学习光纤相对湿度传感器基础理论和工作原理,确定设计方案;

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