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基于单模异芯光纤结构的液位传感器
  • ISSN号:0258-7025
  • 期刊名称:中国激光
  • 时间:2012.6.6
  • 页码:-
  • 分类:O433[机械工程—光学工程;理学—光学;理学—物理]
  • 作者机构:[1]中国计量学院光学与电子科技学院,浙江杭州310018
  • 相关基金:国家自然科学基金(61007051)和浙江省自然科学基金(Y5090150,Y6100244)资助课题.
  • 相关项目:内嵌式光纤传感器机理研究与其生物传感应用
中文摘要:

提出了一种新颖的光纤液位传感器。在普通单模光纤(SMF)中间熔接一段细芯单模光纤(TCSMF),构成共轴光纤马赫一曾德尔干涉仪(MZI)。液位的变化引起包层模与芯模的相位差发生改变,从而导致干涉仪的透射光谱发生改变。对传感器的工作原理和测量灵敏度及精度进行了理论分析,实验结果显示透射光谱中特征峰波长漂移量跟液位变化量呈较好的线性关系,且灵敏度随待测液体折射率的增大而增高,与理论分析结果相一致。测量得到纯水和饱和氯化钠溶液的测量灵敏度分别为0.160nm/mm和0.228nm/mm。该传感器采用全光纤结构,制备简单、测量精度高,可适用于折射率低于光纤包层折射率液体的高精度液位测量。

英文摘要:

A novel liquid level sensor is proposed. A segment of thin-core single-mode fiber (TCSMF) is inserted in a single-mode fiber (SMF) by splicing to form an in-line Mach-Zehnder interferometer (MZI). The phase difference between cladding modes and core mode is changed with the change of liquid level, and then the transmission spectrum of MZI is changed. The principle and sensitivity of the sensor are analyzed theoretically, and experimental results show that the shift of the peak wavelength is almost linearly proportional to the change of liquid level and the sensitivity increases with the refractive index (RI) of tested liquid, which is content with the analyzed results. The sensitivities of 0. 160 nm/mm and 0. 228 nm/mm are obtained in pure water and saturated salt water, respectively. The sensor is characterized by full optical fiber structure, easy fabrication and high sensitivity, and it is promising in measuring accurately the level of liquid with refractive index less than that of cladding.

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期刊信息
  • 《中国激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国光学学会 中国科学院上海光学精密机械研究所
  • 主编:周炳琨
  • 地址:上海市嘉定区清河路390号
  • 邮编:201800
  • 邮箱:cjl@siom.ac.cn
  • 电话:021-69917051
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-7025
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1339/TN
  • 邮发代号:4-201
  • 获奖情况:
  • 中国自然科学核心期刊,物理学类核心期刊,无线电子学·电信技术类核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:26849