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公开(公告)号：CN109060728B
公开(公告)日：2024-11-01
申请号：CN201811059808.1
申请日：2018-09-12
Applicant: 中国计量大学
IPC: G01N21/552
Abstract: 本发明公开了倾斜光纤光栅表面超结构增强表面等离子共振氢敏传感器，由ASE宽带光源、偏振控制器、单模光纤、气室底座、进气口、出气口、Pd/Au薄膜光纤氢气传感器、光谱分析仪和气室屏障组成；其中Pd/Au薄膜光纤氢气传感器表面镀有Au纳米薄膜以及Pd纳米薄膜，纤芯刻有倾斜的布拉格光栅。用化学液相还原法制备Au、Pd纳米粒子。用分子自组装（SAMs）技术和化学镀膜法实现Au、Pd纳米薄膜在石英基底上的可控生长。膜内倾斜的布拉格光栅使光可以从纤芯耦合到由光纤包层引导的大量高阶模式中，导致辐射模耦合增强。在1.5%‑4%氢气浓度范围内，有良好的线性响应特性，且氢气浓度每变化1%，光谱幅值变化量为0.005dB，具有较好的灵敏性与分辨率。
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公开(公告)号：CN109187427B
公开(公告)日：2023-08-01
申请号：CN201811062023.X
申请日：2018-09-12
Applicant: 中国计量大学
IPC: G01N21/39
Abstract: 本发明公开了一种可多点测量氢气浓度的波分复用光纤传感系统，由可调谐激光光源、偏振控制器、密集型波分复用器、光纤延迟线组、光纤环形器组、光纤环形器1端、光纤环形器2端、光纤环形器3端、光纤传感器组、倾斜布拉格光栅、钯薄膜、单模光纤组、错位结构组、多模光纤组、光纤传感分析仪；通过通道数为1‑10个的密集型波分复用器分为1‑10道波长不同的探测光，探测光通过1‑10条不同长度的光纤延迟线到达不同位置处的1‑10个光纤传感器。后向传输来的1‑10道信号光通过光纤环形器组进入单模光纤组，由错位结构耦合到多模光纤组中的纤芯模式，使用光纤传感分析系统监测1‑10道信号光中最衰减共振包络中心的波长偏移，便可大氛围，灵敏，精确的监测氢气的浓度变化。
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公开(公告)号：CN110220868A
公开(公告)日：2019-09-10
申请号：CN201910680376.4
申请日：2019-07-26
Applicant: 中国计量大学
IPC: G01N21/41
Abstract: 本发明公开了一种可同时测量氢气和甲烷的PCF-SPR结构传感器，由宽带光源，光衰减器，气室，PCF-SPR传感器和光谱仪组成。PCF-SPR传感器的截面有直径1.5微米的较小气孔沿45度和135度的角度排列，四个直径5微米的超大气孔垂直和水平分布，其中两个超大型侧孔内表面分别涂有由金和钯-WO3复合薄膜制成的氢敏薄膜，以及由金和紫外光固化氟硅氧烷纳米膜制成的甲烷敏感膜。气体传感通道在不同波长下引起不同的峰值偏移，通过结构参数优化，结合侧孔结构和极化过滤，可以准确测量甲烷和氢气的气体混合物，而不会相互干扰，PCF-SPR结构传感器具有良好的多通道气体传感重复性，选择性检测方法可用于气体和其他传感应用，具有良好的应用前景。
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公开(公告)号：CN109406415A
公开(公告)日：2019-03-01
申请号：CN201811464363.5
申请日：2018-12-03
Applicant: 中国计量大学
Abstract: 本发明公开了一种钯金钯复合纳米薄膜光纤氢气传感器，由放大自发辐射光源，偏振片，偏振控制器，测试气室，流量计，氢气和氮气源，传感器，光谱仪组成。预处理啁啾倾斜光纤光栅后在表面分别液相沉积生长Pd薄膜、Au薄膜、Pd薄膜，将制备好的钯金钯复合纳米薄膜应用于氢气传感器中作为氢敏材料，偏振光通入传感器后，啁啾倾斜光纤光栅表面的钯金钯薄膜吸收氢气后折射率和应力改变，透射光随之改变，监测透射光谱的变化以实现对不同浓度氢气的监测。能显著提高Pd连续膜响应速度并改善氢脆现象，有效提高传感器灵敏度，具有良好的应用前景。
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公开(公告)号：CN109187427A
公开(公告)日：2019-01-11
申请号：CN201811062023.X
申请日：2018-09-12
Applicant: 中国计量大学
IPC: G01N21/39
Abstract: 本发明公开了一种可多点测量氢气浓度的波分复用光纤传感系统，由可调谐激光光源、偏振控制器、密集型波分复用器、光纤延迟线组、光纤环形器组、光纤环形器1端、光纤环形器2端、光纤环形器3端、光纤传感器组、倾斜布拉格光栅、钯薄膜、单模光纤组、错位结构组、多模光纤组、光纤传感分析仪；通过通道数为1-10个的密集型波分复用器分为1-10道波长不同的探测光，探测光通过1-10条不同长度的光纤延迟线到达不同位置处的1-10个光纤传感器。后向传输来的1-10道信号光通过光纤环形器组进入单模光纤组，由错位结构耦合到多模光纤组中的纤芯模式，使用光纤传感分析系统监测1-10道信号光中最衰减共振包络中心的波长偏移，便可大氛围，灵敏，精确的监测氢气的浓度变化。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110220868B
公开(公告)日：2023-06-20
申请号：CN201910680376.4
申请日：2019-07-26
Applicant: 中国计量大学
IPC: G01N21/41
Abstract: 本发明公开了一种可同时测量氢气和甲烷的PCF‑SPR结构传感器，由宽带光源，光衰减器，气室，PCF‑SPR传感器和光谱仪组成。PCF‑SPR传感器的截面有直径1.5微米的较小气孔沿45度和135度的角度排列，四个直径5微米的超大气孔垂直和水平分布，其中两个超大型侧孔内表面分别涂有由金和钯‑WO3复合薄膜制成的氢敏薄膜，以及由金和紫外光固化氟硅氧烷纳米膜制成的甲烷敏感膜。气体传感通道在不同波长下引起不同的峰值偏移，通过结构参数优化，结合侧孔结构和极化过滤，可以准确测量甲烷和氢气的气体混合物，而不会相互干扰，PCF‑SPR结构传感器具有良好的多通道气体传感重复性，选择性检测方法可用于气体和其他传感应用，具有良好的应用前景。
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公开(公告)号：CN109946239B
公开(公告)日：2023-06-09
申请号：CN201910311282.X
申请日：2019-04-18
Applicant: 中国计量大学
Abstract: 本发明公开了一种基于细芯光纤测量有机挥发气体的光纤传感器，其特征在于：由光源，偏振控制器，传输光纤，传感器，光谱仪，气室组成，光源发出的光通过偏振控制器调整偏振态，然后通过传输光纤与传感器的左端相连，传感器的右端与光谱仪相连，传感器置于气室中；所述的传感器由单模光纤SMF1、SMF2、SMF3和细芯光纤TCF1、TCF2组成，所述的传感器表面镀有PDMS薄膜，所述的细芯光纤纤芯的直径小于单模光纤的纤芯直径，发生Mach‑Zehnder干涉，形成干涉光谱，PDMS材料吸附有机挥发气体分子引起膨胀效应，使传感器受到轴向的拉力，使长度增加，因此光谱仪接收到的干涉光谱的干涉峰波长发生漂移，实现对有机挥发气体的浓度测量。
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公开(公告)号：CN109373916A
公开(公告)日：2019-02-22
申请号：CN201811451508.8
申请日：2018-11-30
Applicant: 中国计量大学
IPC: G01B11/06
Abstract: 本发明公开了一种用TFBG实现对Au薄膜生长的实时监控装置，由放大自发辐射光源，偏振片，偏振控制器，TFBG，温控器，光谱仪组成。当TFBG表面沉积Au薄膜之后，其光谱特性会受到影响。由于Au薄膜和介质界面的表面等离子共振效应，两个处于正交极化的偏振光S光和P光在通过TFBG后，透射谱将存在较大差异。通过实时监测镀Au薄膜过程中TFBG的偏振相关损耗变化来实现对Au薄膜的可控沉积，即可实现对生长的Au薄膜厚度的实时监控。
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公开(公告)号：CN108844921A
公开(公告)日：2018-11-20
申请号：CN201811061116.0
申请日：2018-09-12
Applicant: 中国计量大学
IPC: G01N21/41
Abstract: 本发明公开了一种基于MZ干涉倾斜光纤光栅测量变压器中氢气的传感器，由宽带光源，极化控制器，第一单模光纤，第一光纤错位熔接结构，第二单模光纤，倾斜光纤光栅，金薄膜，钯薄膜，疏水疏油涂层，第二光纤错位熔接结构，第三单模光纤，光纤光谱仪组成。宽带光源发出的入射光通过极化控制器极化为P偏振光进入倾斜光纤光栅时，绝大多数入射光被耦合为后向传输的包层模式。由于倾斜光纤光栅包层表面镀有50nm厚的金薄膜，当镀在金薄膜上的钯薄膜吸收氢气时，其体积发生剧烈膨胀，导致电介质层折射率发生改变，进而符合相位匹配条件的包层模式λcl发生变化，通过测量透射谱中透射峰发生的波长漂移，即可精确测量出氢气浓度。
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公开(公告)号：CN108828263A
公开(公告)日：2018-11-16
申请号：CN201810876718.5
申请日：2018-08-03
Applicant: 中国计量大学
Abstract: 本发明公开了一种基于TFBG测量微流控速度和方向的光纤传感器，由光源，偏振控制器，传输光纤，光纤环形器，光功率计，纳米金涂层，TFBG，传感器，啁啾光纤光栅，第一液体通道口，第二液体通道口，第三液体通道口，微流体通道，微流控芯片，导管，第一储液池，微流泵，第二储液池，光谱仪组成。光源发射出波长为1500nm~1580nm的光，经过传输光纤至传感器的左端，传感器中刻有TFBG和啁啾光纤光栅，并且固定在微流体通道的中间，校准微流泵，使液体可以从微流体通道中流过，TFBG镀有纳米金涂层的部分和没有镀有纳米金涂层的部分在液体中，光谱仪中检测到的透射光谱发生不同情况的波长漂移，利用光谱仪透射光谱中的变化来表征微流体速度和方向变化。
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