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可同时测量蔗糖浓度和温度的组合光纤光栅传感器

赵明富 王念 罗彬彬 施玉佳 曹李华

赵明富, 王念, 罗彬彬, 施玉佳, 曹李华. 可同时测量蔗糖浓度和温度的组合光纤光栅传感器[J]. 中国光学, 2014, 7(3): 476-482. doi: 10.3788/CO.20140703.0476
引用本文: 赵明富, 王念, 罗彬彬, 施玉佳, 曹李华. 可同时测量蔗糖浓度和温度的组合光纤光栅传感器[J]. 中国光学, 2014, 7(3): 476-482. doi: 10.3788/CO.20140703.0476
ZHAO Ming-fu, WANG Nian, LUO Bing-bing, SHI Yu-jia, CAO Li-hua. Simultaneous measurement of temperature and concentration of sugar solution based on hybrid fiber grating sensor[J]. Chinese Optics, 2014, 7(3): 476-482. doi: 10.3788/CO.20140703.0476
Citation: ZHAO Ming-fu, WANG Nian, LUO Bing-bing, SHI Yu-jia, CAO Li-hua. Simultaneous measurement of temperature and concentration of sugar solution based on hybrid fiber grating sensor[J]. Chinese Optics, 2014, 7(3): 476-482. doi: 10.3788/CO.20140703.0476

可同时测量蔗糖浓度和温度的组合光纤光栅传感器

doi: 10.3788/CO.20140703.0476
基金项目: 

国家自然科学基金资助项目(No.51276209,No.50876120)

详细信息
    作者简介:

    赵明富(1964- ),男,重庆人,博士,博士生导师,2003年于西安交通大学获得硕士学位,2007年于重庆大学获得博士学位,主要从事现代光电检测技术及仪器、生化信息获取与智能传感方面的研究。E-mail:zmf@cqut.edu.cn

    通讯作者: 赵明富
  • 中图分类号: TN253

Simultaneous measurement of temperature and concentration of sugar solution based on hybrid fiber grating sensor

  • 摘要: 为了实现蔗糖溶液浓度与温度的同步精确测量,采用组合式光纤光栅,通过线性折射率分区,构成相应的系数矩阵。首先,基于模式耦合理论,采用光纤布拉格光栅(FBG)和长周期光纤光栅(LPBG)形成组合式光纤光栅,实现了双参数测量的光学传感器。此组合式光纤光栅结构中,FBG响应温度测量,LPFG同时响应蔗糖溶液浓度和温度测量。然后,在两个线性折射率范围,即1.33~1.42和1.42~1.44中,校正温度和蔗糖溶液浓度的相关系数。最后,构成两个敏感系数矩阵,来讨论蔗糖溶液浓度和温度同时测量的方法。实验结果表明:蔗糖溶液浓度测量灵敏度达到-213.5 pm/RIU,温度测量灵敏度达到117.9 pm/K。因此,组合式光纤光栅传感器作为光化学传感器具有高灵敏度的特性。
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-10-11
  • 修回日期:  2014-02-13

可同时测量蔗糖浓度和温度的组合光纤光栅传感器

doi: 10.3788/CO.20140703.0476
    基金项目:

    国家自然科学基金资助项目(No.51276209,No.50876120)

    作者简介:

    赵明富(1964- ),男,重庆人,博士,博士生导师,2003年于西安交通大学获得硕士学位,2007年于重庆大学获得博士学位,主要从事现代光电检测技术及仪器、生化信息获取与智能传感方面的研究。E-mail:zmf@cqut.edu.cn

    通讯作者: 赵明富
  • 中图分类号: TN253

摘要: 为了实现蔗糖溶液浓度与温度的同步精确测量,采用组合式光纤光栅,通过线性折射率分区,构成相应的系数矩阵。首先,基于模式耦合理论,采用光纤布拉格光栅(FBG)和长周期光纤光栅(LPBG)形成组合式光纤光栅,实现了双参数测量的光学传感器。此组合式光纤光栅结构中,FBG响应温度测量,LPFG同时响应蔗糖溶液浓度和温度测量。然后,在两个线性折射率范围,即1.33~1.42和1.42~1.44中,校正温度和蔗糖溶液浓度的相关系数。最后,构成两个敏感系数矩阵,来讨论蔗糖溶液浓度和温度同时测量的方法。实验结果表明:蔗糖溶液浓度测量灵敏度达到-213.5 pm/RIU,温度测量灵敏度达到117.9 pm/K。因此,组合式光纤光栅传感器作为光化学传感器具有高灵敏度的特性。

English Abstract

赵明富, 王念, 罗彬彬, 施玉佳, 曹李华. 可同时测量蔗糖浓度和温度的组合光纤光栅传感器[J]. 中国光学, 2014, 7(3): 476-482. doi: 10.3788/CO.20140703.0476
引用本文: 赵明富, 王念, 罗彬彬, 施玉佳, 曹李华. 可同时测量蔗糖浓度和温度的组合光纤光栅传感器[J]. 中国光学, 2014, 7(3): 476-482. doi: 10.3788/CO.20140703.0476
ZHAO Ming-fu, WANG Nian, LUO Bing-bing, SHI Yu-jia, CAO Li-hua. Simultaneous measurement of temperature and concentration of sugar solution based on hybrid fiber grating sensor[J]. Chinese Optics, 2014, 7(3): 476-482. doi: 10.3788/CO.20140703.0476
Citation: ZHAO Ming-fu, WANG Nian, LUO Bing-bing, SHI Yu-jia, CAO Li-hua. Simultaneous measurement of temperature and concentration of sugar solution based on hybrid fiber grating sensor[J]. Chinese Optics, 2014, 7(3): 476-482. doi: 10.3788/CO.20140703.0476
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