细直径极大倾角光纤光栅pH值传感器

为提高现有光纤pH值传感器的检测灵敏度和检测范围,降低弯曲以及温度交叉敏感的影响,提出以pH值敏感型智能水凝胶为敏感膜的细直径极大倾角光纤光栅(Thin Excessively Tilted Fiber Grating,Thin-Ex-TFG) pH值传感器.理论上分析了影响传感器灵敏度的因素,研究了提高传感器灵敏度的方案.然后,制作出不同封装厚度的Thin-Ex-TFG pH值传感器,进行实验研究.实验结果表明:Thin-Ex-TFG pH值传感器相比基于光纤Bragg光栅和长周期光纤光栅的pH值传感器,检测灵敏度(最大可达-0.704 nm/pH)和响应范围(pH值2～7)均有提高;与标准直径极大倾角光纤光栅相比,其检测灵敏度也有所提升.此外,增加水凝胶涂覆厚度或减少光纤光栅包层直径均能有效地提高pH值检测的灵敏度,实验结果与理论分析吻合.