一种用于检测混凝土环境中氯离子的光纤传感器的研究

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 光纤传感器在检测混凝土氯离子侵蚀方面的应用

1.2.1 监测钢筋锈蚀法

1.2.2 检测氯离子浓度法

1.3 氯离子敏感膜的制备

1.3.1 氯离子敏感荧光染料

1.3.2 溶胶-凝胶膜

1.3.3 亲水化聚偏氟乙烯及其共聚物膜

1.4 微结构光纤在传感中的应用

1.4.1 微结构光纤

1.4.2 基于悬芯光纤的光纤传感器

1.5主要研究内容以及创新点

1.5.1 课题来源及主要研究内容

1.5.2 创新点

第二章 氯离子敏感膜的制备与表征

2.1 实验部分

2.1.1 试剂和仪器

2.1.2光泽精的荧光猝灭测试以及Sol-gel氯离子敏感膜的制备

2.1.3 亲水化P(VDF-TrFE)氯离子敏感膜的制备

2.1.4 氯离子敏感膜的表征

2.1.5 亲水化P(VDF-TrFE)膜对氯离子的检测

2.2 结果与讨论

2.2.1 氯离子对光泽精的荧光猝灭

2.2.2 Sol-gel膜的表征以与性能

2.2.3 P(VDF-TrFE)及亲水化敏感膜的形貌和成分分析

2.2.4 P(VDF-TrFE)氯离子敏感膜亲水性能表征

2.2.5 P(VDF-TrFE)敏感膜氯离子检测结果分析

2.3 本章小结

第三章 悬挂芯光纤消逝场强度影响因素的研究

3.1 悬挂芯光纤消逝场研究方法

3.1.1 悬挂芯光纤的消逝场

3.1.2有限元分析方法

3.1.3 COMSOL Multiphysics参数设置及模拟步骤

3.2 影响消逝场强度的因素

3.2.1 氯离子敏感膜折射率与消逝场的关系

3.2.2 氯离子敏感膜厚度与消逝场的关系

3.2.3 微结构光纤纤芯直径和空气孔尺寸与消逝场的关系

3.3 本章小结

第四章 基于悬芯光纤的氯离子光纤传感器研究

4.1 实验部分

4.1.1 实验药品及仪器

4.1.2 光纤传感探针的制备

4.1.3 光纤传感器的简介与检测方法

4.2 结果与讨论

4.2.1 Sol-gel膜与P(VDF-TrFE)膜光漂白现象的研究

4.2.2 直径250μm悬芯光纤氯离子传感器的标定

4.2.3 直径125μm悬芯光纤氯离子传感器的标定

4.2.4 模拟混凝土条件下标定以及干扰离子验证实验

4.3 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术成果