基于倾斜光纤光栅的硫酸溶液折射率监测系统研究

摘要

针对铅酸蓄电池植入式高精度实时在线监测技术需求，文章提出了基于倾斜光纤布拉格光栅(Tilted Fiber Bragg Grating, TFBG)包层耦合模折射率敏感机理的全光纤硫酸溶液折射率监测方法，设计并封装了传感探头，搭建了解调系统，并且对折射率为1.351 2～1.375 2 RIU的硫酸溶液进行了定量分析测试。结果表明：在1 529～1 539 nm波段内选取16组包层模，中心波长随硫酸溶液折射率的升高向长波长漂移，透射谱出现红移现象；不同阶级的包层模中心波长与硫酸溶液折射率均具有较好的线性关系，拟合系数均达0.99;在包层模有效折射率范围内，高阶包层模比低阶包层模对外部环境折射率变化更加敏感，其线性拟合度高达0.999、灵敏度为16.572 00nm/RIU。

关键词

倾斜光纤布拉格光栅 / 铅酸蓄电池 / 折射率监测 / 硫酸浓度监测

基金资助

山东省重点研发计划项目(公益类)(2019GSF111011);山东省重点研发计划(重大科技创新工程)项目(2020CXGC010204); 山东省自然科学基金项目(ZR2020MF109); 国家自然基金联合基金项目(U200620080); 齐鲁工业大学科教产试点工程基础研究类项目(2022PX050)