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Abstract
Department of Electronics and Communication Engineering, Pondicherry Engineering College, Puducherry-605 014, India
The homogeneous, intensity modulated salinity sensor using the photonic crystal ring resonator (PCRR) is proposed and designed for monitoring the salinity of the seawater from 0% to 100% (0 g/L to 100 g/L) at 25 ℃. The concentration of the salinity in the seawater changes the refractive index of the seawater. The change in the refractive index of the seawater brings the change in the output signal intensity of the sensor as the seawater flows inside the sensor. By detecting the output power and mapping the salinity level, the salinity can be evaluated. The proposed sensor is composed of periodic Si rods embedded in an air host with a circular PCRR placed between the inline quasi waveguides. Approximately, 2.69% of output power reduction is observed for every 5% (5 g/L) increase in the salinity as the seawater has a unique refractive index for each salt level. With this underlying principle, the performance of the sensor is analyzed for different temperatures.
Optical sensor salinity measurement photonic crystal refractive index Photonic Sensors
2012, 2(2): 187
1 新疆计量测试研究院,乌鲁木齐 830011
2 清华大学 自动化系,北京 100084
3 中国特种设备检测研究院,北京 100013
为了测量不同盐度条件下的海水折射率的变化,进而得到海水的盐度,提出了一种应用菲涅耳定理设计的光纤盐度测量方法。介绍了测量原理和初步的实验结果。该方法简单、快速、准确度及灵敏度高。结果表明,此方法在测量盐度时分辨率好于0.4%,可应用于海水盐度的实时监测等场合;理论上可以测量任何气体、液体和固体的浓度(折射率),适用于工业在线监测物质的浓度(折射率)。
测量与计量 盐度测量 菲涅耳原理 折射率 measurement and metrology salinity measurement Fresnel principle refractive index
1 山东省光纤传感技术重点实验室, 山东 济南 250014
2 山东省科学院激光研究所, 山东 济南 250014
3 山东省科学院海洋仪器仪表研究所, 山东 青岛 266001
4 山东省泰安第一中学, 山东 泰安 271000
在一定温度条件下,海水的盐度与其折射率之间存在线性对应的关系,因此通过测量海水折射率可以推算出其 盐度。详细介绍了几种利用光学方法测量液体折射率,从而间接检测海水盐度的技术,主要包括光纤光栅传 感检测法、表面等离子波检测技术和利用几何光路折变计算折射率的检测技术,重点分析了各种方案的传感器 结构、工作原理、影响测量精确度的因素,以及在实际应用中存在的问题,最后对光学技术在海水盐度实 时检测中的可行性进行了展望。
海洋光学 光学技术 盐度检测 折射率 ocean optics optical technology salinity measurement refractive index
1 东北大学 信息科学与工程学院,沈阳 110004
2 清华大学 自动化系,北京 100084
3 山东省科学院海洋仪器仪表研究所,山东 青岛 266001
本文首先介绍了海水盐度检测的传统方法电导率法,给出了电导率法盐度测量的优缺点和测量特性;详细论述了该领域的最新技术进展,包括微波遥感技术、裸露光纤法、表面等离子共振法、基于PSD的光学法、基于盐度敏感材料的测量法。具体分析了各种技术的原理、发展现状、存在的问题,并对比了它们的优缺点。最后,对海水盐度测量技术的发展进行了展望,并提出了今后有待进一步解决的关键问题。
盐度检测 光纤传感 折射率 水凝胶 salinity measurement fiber sensing refractive index hydrogel
提出了一种对液体盐度进行检测的光学方法,特点是:在液体中的探头是无源的光学结构,其性能简单可靠,可以温度补偿使其结果不受温度影响,采用对称的差动放大器可以消除零飘,可在线测量.
盐度检测 光纤 差动放大器 Salinity measurement Optical fiber differential amplifier
提出了一种新颖的用于海水温度和盐度同时实时探测的光纤传感器系统.分别利用半导体材料吸收光谱的临界极限值随温度变化发生移动而导致出射光强改变的特性和待测液体盐度变化引起传输光折射角改变导致接收端光线偏移的性质,通过反射式的结构设计和线阵排列的接收光纤将信号传输至海面以上,并由CCD实现对光强峰值信号及其偏移量的采集.传感器由一直角棱镜、本征GaAs单晶体薄片、装有参考液和待测液的水槽、接收光纤阵列等部分组成.理论分析和仿真结果验证了传感器设计的可行性.
盐度测量 温度测量 光纤传感器 光吸收 光折射 砷化镓晶体