一种基于光纤表面等离子体共振的大气腐蚀性监测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于光纤表面等离子体共振的大气腐蚀性监测装置及方法。本发明专利技术装置，包括：通过光纤跳线依次连接的光源、光纤传感器以及光谱分析仪；光纤传感器为基于表面等离子体共振的光纤腐蚀传感器，包括传感光纤和金属薄膜，传感光纤包层外表面一侧设置有拋磨区域，金属薄膜镀在拋磨区域；外界弱酸性大气腐蚀金属薄膜使其厚度发生变化，光纤表面等离子体共振传感器的共振波长会发生漂移，而且在一定金属薄膜厚度范围内，金属薄膜厚度变化与共振波长漂移呈线性关系，通过计算共振波长漂移速率反映金属薄膜腐蚀速度，实现了大气腐蚀性的检测。本发明专利技术解决了现有技术检测周期长，无法实时监测的问题，具有高灵敏度、可以实时监测的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于光纤表面等离子体共振的大气腐蚀性监测装置及方法
本专利技术涉及光学传感器
，具体而言，尤其涉及一种基于光纤表面等离子体共振的大气腐蚀性监测装置及方法。
技术介绍
腐蚀是物质与环境作用而引起的破坏和变质，它是自然界中普遍存在的难以避免的物质材质变坏的过程。大气污染造成的弱酸性腐蚀环境容易被人们所忽视。这种弱酸性腐蚀主要威胁工业过程测量及控制中使用的电子设备、博物馆中的金属文物和图书馆中的书籍等。这些物质特别是金属(铜或银)对环境的腐蚀性特别敏感，会影响电子设备的正常运行。大气环境组成复杂，酸性气体污染物浓度与温度、湿度、光照等物理因素产生协同作用，不同的环境参数与金属的腐蚀速率之间的关系非常复杂。故基于限定的环境数据来评价大气污染程度是非常不严谨的。使用反应性监测法亦称直接腐蚀性评估，直接根据金属试样的腐蚀速率来评估当前大气腐蚀性更加合理且直观。金属试样的腐蚀速率可以根据单位时间内腐蚀前后金属的厚度变化计算得到。目前广泛应用的腐蚀试片监测法的缺点是监测周期过长，且无法实现金属采样片厚度的实时监测。光纤传感器具有体积小本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于光纤表面等离子体共振的大气腐蚀性监测装置，其特征在于，包括：通过光纤跳线依次连接的光源、光纤传感器以及光谱分析仪；所述光纤传感器为基于表面等离子体共振的光纤腐蚀传感器，包括传感光纤和金属薄膜，所述传感光纤包层外表面一侧设置有拋磨区域，所述金属薄膜镀在所述拋磨区域；所述光源发出的光信号经过所述光纤跳线传输进入所述光纤传感器的传感光纤，被测环境中的外部环境介质会腐蚀所述金属薄膜，激发金属薄膜的表面等离子体共振，光纤传感器将传感光纤输出的含有等离子体共振波的光信号通过所述光纤跳线输入至所述光谱分析仪。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于光纤表面等离子体共振的大气腐蚀性监测装置，其特征在于，包括：通过光纤跳线依次连接的光源、光纤传感器以及光谱分析仪；所述光纤传感器为基于表面等离子体共振的光纤腐蚀传感器，包括传感光纤和金属薄膜，所述传感光纤包层外表面一侧设置有拋磨区域，所述金属薄膜镀在所述拋磨区域；所述光源发出的光信号经过所述光纤跳线传输进入所述光纤传感器的传感光纤，被测环境中的外部环境介质会腐蚀所述金属薄膜，激发金属薄膜的表面等离子体共振，光纤传感器将传感光纤输出的含有等离子体共振波的光信号通过所述光纤跳线输入至所述光谱分析仪。


2.根据权利要求1所述的基于光纤表面等离子体共振的大气腐蚀性监测装置，其特征在于，所述光源为可以发射从可见光到红外光波段的卤素光源，输出信号波长范围为400nm-1000nm，最大输出光功率为50mW。


3.根据权利要求1所述的基于光纤表面等离子体共振的大气腐蚀性监测装置，其特征在于，所述光纤光谱分析仪的工作波长范围为300nm-1000nm。


4.根据权利要求1所述的基于光纤表面等离子体共振的大气腐蚀性监测装置，其特征在于，所述传感光纤为实心的多模光纤或单模光纤，多模光纤或单模光纤的直径为125μm，其中，纤芯直径为105μm，选择光纤中间20mm长的一段剥除涂覆层，使用转轮式光纤拋磨机进行侧边拋磨，侧边拋磨长度为10mm，多模光纤的拋磨深度为50μm，单模光纤的拋磨深度为58.5μm。


5.根据权利要求1所述的基于光纤表面等离子体共振的大气腐蚀性监测装置，其特征在于，所述金属薄膜采用可以产生表面等离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：付广伟，付兴虎，陈翰，金娃，毕卫红，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北;13