罗东光纤湿度传感器研究进展20124400221讲述.doc

光纤湿度传感器研究进展 姓名：罗东 班级：通信工程1202班 学号：20124400221 摘 要 湿度是一个重要的物理量,许多环境下需要进行湿度的测量。各种现代意义上的湿度传感器已经逐渐成熟并得到应用。从测量原理的角度,介绍了光纤湿度传感器的研究现状和光纤湿度传感器的特点原理，对几种光纤湿度传感器的特点进行了比较，对光纤式湿度传感器及其应用进行了简述，远望了光纤湿度传感器的发展前景。 关键词：光纤、湿度传感器、特点、发展趋势、光纤材料 Abstract Humidity is an important physical quantity measured in many environments require humidity. Variety of humidity sensors in the modern sense has matured and applied. From the perspective of the measurement principle, describes the characteristics of the principle of optical sensor research status and fiber humidity sensor, humidity sensor on characteristics of several fiber were compared, for fiber optic humidity sensor and its application were brief, Outlook the Prospects fiber humidity sensor. Keyword: optical fiber, humidity sensors, characteristics, trends, fiber optic material 第一章 引 言 科技发展，日新月异，人类对传感器的需求和要求越来越多，湿度测量变得越来越重要，很多等行业对湿度的要求都非常严格，对湿度传感器的环境适应性以及测量范围，响应速度，精度等主要指标的要求也越来越高。传统的电容，电阻等电量湿度传感器，由于测量精度高，测量响应速度快，传感器信号易于处理和控制信号等优势，从而在市场上占据着主导地位，但也有长期的稳定性和互换性差，不能工作在个有严重的污染和强电磁干扰环境中，不能多点大范围测量的严重不足。光学湿度传感器为解决这些问题提供了一个思路。该类传感器主要是利用光学材料在空气相对湿度发生变化后,?材料的物理和化学特性的介质层将发生变化，从而引起波长光学参数，光波导和反射系数的变化进行的湿度测量。由于光学湿度传感器体积小，响应速度快，抗电磁干扰，温度高，动态范围大，灵敏度高，在恶劣的环境中天然的优势发挥。在极端环境下现场测量，光电技术的应用，以解决在测试环境中，长期暴露的情况下，有可能的湿度传感器被污染和腐蚀，从而影响其精度和长期的稳定性的问题，促进了非接触湿度传感器检测和非破坏性测试领域的发展。 第二章 工作原理概述 2.1湿度定义及特征 一、湿度表示法 空气中含有水蒸气的量称为湿度，含有水蒸气的空气是一种混合气体。主要有表示法。 混合气体的质量为M，如果它包含水蒸汽的质量为m，所述米的质量百分率/ M×100％。 在混合气体体积V，如果水蒸汽包含的体积为v，V / V的则体积百分比×100％。 这两种方法都统称为水蒸汽的方法的百分比。 2、相对湿度和绝对湿度 水蒸汽压力是在温度，水蒸气存在于混合气体分压（p）的某些条件。的饱和蒸气压是在相同的温度下，混合中所含的气体的压力（ps）的最大水蒸汽。 。在一定温度下，饱和蒸气压的相同百分比的蒸气压，称为相对湿度 绝对湿度表示单位体积内，空气里所含水蒸气的质量，其定义为 m——待测空气中水蒸气质量； V——待测空气的总体积； ρv——待测空气的绝对湿度。 3、露（霜）点 随着温度的降低饱和水蒸气压力逐渐降低。在相同的空气压力的水蒸汽，较低的温度，空气与相同温度下的水的蒸气压的饱和蒸气压的值越小。当空气温度下降到一定的温度，压力和水蒸汽在空气中在相同温度下的水的饱和蒸气压是相等的。此时，水蒸汽在空气中会凝结成液体的转化率和露水，100％RH的相对湿度。此温度下，被称为空气露点温度，露点短。如果温度低于0℃时，蒸汽就会结霜，也被称为霜点温度。两者统称为露点。空气，水蒸汽压力，较低的露点，所以可以露点指示空气的湿度。 2.2 光纤传感器结构原理 光纤传感器是把被测量的状态转为指可测量的光信号。由光发射器， 光敏元件