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科学技术的发展日新月异,光纤传感技术作为高新信息技术,在生活中所起的作用日益显著。近十年,随着半导体光电技术、光纤通信技术以及计算机技术等相关技术的发展,光纤传感技术不断成熟并几乎在各个领域都得到研究与应用。物质的折射率作为反应物质内部信息的一个重要物理量,是了解物质性质的基础,是生物化学检测中的重点研究对象。光纤折射率传感器通过直接测量物质的折射率,进而反映出物质其他性质如浓度、温度等,在医学、生化研究、食品生产、军事国防等中已经有了广泛的应用。 本文先从理论上描述并推导光纤折射率传感器的测量原理,,然后通过改良光纤折射率传感器参考端的参考方式,基于物质折射率和反射光强反映物质其他性能的认识,实验并探讨光纤折射率传感系统在线监测空气中氯化氢;并且在查阅相关资料文献的前提下,运用光纤折射率传感系统测定混合碱,并与传统方法对比突出光纤折射率传感测定过程与结果的优势;再在光纤探头涂抹硅油,运用同套装置进行了露点的相关测定研究。具体如下: 1、提出并研究了一种基于光纤折射率传感技术的在线测定空气中氯化氢气体的方法,通过累积吸收法测定空气中的氯化氢气体。用100ml去离子水作为吸收液,在17L/min的进气进度下,其检出限为每小时0.01mg/L。实验得到的相对标准偏差为5.2%(n=6,1h),验证了方法的可靠性。该方法具有结构简单、不消耗药品、响应速度快、易于操作、成本低、结果准确的优点,可应用于空气中氯化氢污染的在线监控。 2、利用硅油折射率随温度变化的性质,用半导体降温系统使涂抹薄层硅油的光纤探头表面温度产生变化,通过折射率传感器记录硅油折射率的变化,同时记录硅油降温过程中温度的变化。通过对折射率变化曲线和所录得温度的研究,得出露点温度,从而得出环境中的相对湿度。用本方法设计的光纤折射率传感系统在一定环境下测定的露点温度值偏差控制在±0.5℃以内,本系统结构简单,便携实用,智能化程度较高,是实际测量露点温度的一种新方法,适合教学实验中露点温度的测量,是一种应用前景广泛的实用新方法。 3、在传统化学实验的基础上,引入光纤折射率传感系统用于混合碱的研究测定。利用光纤折射率传感器监测化学反应沉淀滴定的终点,依据折射率变化曲线的转折点确定稀盐酸的消耗量,推导出一系列公式,直接计算得出混合碱各成分的质量。在混合碱的研究测定中引入光纤折射率传感系统,可有效捕捉到滴定终点,提高系统测量的准确性,不同质量比混合碱的测定相对误差不超过6%,可低于1%,精确度较传统方法有很大的提高,同时,系统装置简单成熟,除去必要的化学材料配制,着重在反应过程测量中将误差降到最低,这种光纤传感系统易于搭建,是混合碱测定分析中的一种新方法,可将此方法推广到其他沉淀反应分析中,也可应用于酸碱滴定、配位滴定等有明显的溶液折射率变化的化学测定,操作方便,成本低,具备很高的实用价值。