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- 光纖化學傳感器工作原理及發(fā)展前景
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2015/6/11
1 簡介：
光纖化學傳感器20世紀70年代末發(fā)展起來的一項重大技術。特別是光纖液芯波導管的誕生極大的促進了化學傳感器的發(fā)展。該種光纖液芯波導管有兩種特性：氣體選擇可參透性和低折射率。某些氣體能通過光纖液芯波導管進入或移動纖體。而液體則不能出入。由光纖一端入射的光線基于芯纖與包纖介面的全內(nèi)反射作用而傳導至光纖的另一端射出，光的傳播不受光纖宏觀彎曲的影響，理論上光能量的傳遞損耗取決于液芯和包纖光合材料本身的光合特性。由于光纖具有抗干擾、耐高溫與腐蝕、反應靈敏和功耗小等特點。使得光纖化學傳感器得到迅速的發(fā)展，成為化學傳感器研究的新方向。
2 主要特性及組件：
主要部件包括光源、傳感探頭、光纖管、檢測器、連接件和信號處理數(shù)據(jù)記錄器等。一個理想的光源所發(fā)出來的光應該具有足夠的強度和穩(wěn)定性，波長能連續(xù)變化，且功率消耗低。光纖化學傳感器的探頭是儀器的最關鍵部件，它通常是有待測物敏感指示劑固定光纖尖端或旁邊組成的，有各種不同光纖造型，常見的有“Y”字型、圈型和直線型光纖設計
3 重要用途：
傳遞光信號和直接裝載指示劑于波導管。早期研制的傳感器大多只利用前一個用途，光纖在探頭和檢測器之間被動的傳遞光信號。只有把指示劑直接裝進光纖液芯波導體內(nèi)才真正挖掘和利用了光纖的2個特性。光纖作為探頭裝置并傳遞著光信號，對于光纖，由于其光全反射特性，光福損失小，光程可根據(jù)需要任意的延長。光纖化學傳感器所用的檢測器可以是單波長測定，也可以是多波長測定。單色器也可以是濾色片、棱鏡或光柵。多波長檢測器如電荷耦合裝置能測定多波段的光強變化，其中的某些波段光強作為參比，可排除由于溫度或指示劑濃度等因素變化以及光源波動的影響，大大的提高了儀器工作的穩(wěn)定性。
4 發(fā)展前景：
光纖化學傳感器可廣泛利用于環(huán)境檢測、生物及臨床醫(yī)學、工業(yè)生產(chǎn)等領域。盡管光纖化學傳感器在近十年來得到飛速的發(fā)展，但國內(nèi)外都仍未達到規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)和商業(yè)化應用的終極目標。隨著社會經(jīng)濟不斷發(fā)展，各行各業(yè)對簡單、廉價、高精度、快速響應的光纖化學傳感器的需求將會日益劇增。光纖化學傳感器的研究正方興未艾，各種新材料、新方法、新應用層出不窮。關鍵在于如何利用光纖和檢測器的性能特點進行優(yōu)化組合，開發(fā)這兩種傳感器在環(huán)境監(jiān)測方面大有用途。
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