环境湿度对动植物健康,设备精度等方面都有重要影响。无论是报警型湿度传感器还是监测型湿度传感器都受到了广泛的关注。面对要求越来越高的工程应用,湿度传感器不仅需要能够做到高精度测量,还需要能够做到大范围监测,实现网络化应用。因此体积庞大,精度低的传统湿度传感器渐渐被大多数应用环境淘汰。与电学湿度传感器相比,基于光学信号的光纤传感器具有本质安全,体轻质小,抗电磁干扰,可串联成网等优点。随着光栅写入技术的成熟,光栅可以被大批量制备且性能稳定,能够做到分布式测量。这使得光栅在光纤传感领域被大量使用。聚酰亚胺具有良好的耐候性和耐高温性能,且对相对湿度具有线性响应。因此聚酰亚胺是一种优良的湿度敏感材料。但目前基于聚酰亚胺的湿度传感器仍存在灵敏度较低,重复性较差的问题。本课题采用无机湿敏材料与聚酰亚胺结合和改性聚酰亚胺两种方案来提高基于聚酰亚胺的湿度传感器的性能。另外测试了传感探头在75℃下的重复性和灵敏度。本文分析了无机湿敏材料改良聚酰亚胺湿度传感性能的原理,并通过实验证明了在维持相近的响应时间的情况下,活性炭能够将基于聚酰亚胺传感器的灵敏度提高166%,到达0.97 pm/%R,并且能够提高传感器的重复性,最大偏差和标准差分别为±3%和1.25,而氯化锂则是能将传感器灵敏度提高67%,到达1pm/%RH,但却将传感器的重复性削弱,最大偏差和标准差分别为±8%和2.30。本文设计的以弱极性材料为基体,强吸水性材料为填充材料,弱吸水性材料为基体表面覆盖材料的新型结构聚合物-氯化锂-活性炭(PLC)展现出优异的灵敏度(2.36 pm/%RH)和重复性(最大偏差为±1.6%)。此外,本文还分析了利用羧基和羟基改性聚酰亚胺,改善聚酰亚胺湿度传感性能的原理。利用改性聚酰亚胺制作了湿度传感探头,实验证明:羟基改性的聚酰亚胺能够将传感器的湿度灵敏度提高69%,达到0.97 pm/%RH,并且维持良好的重复性,其最大偏差和标准差分别为±3.8%RH和1.82;而基于羧基改性聚酰亚胺传感探头的湿度灵敏度提高了150%,达到1.2 pm/%RH,但重复性下降,其最大偏差和标准差分别为±4.2%和2.5。由于聚酰亚胺的耐高温性能,各类传感器在75℃下进行了传感性能测试。实验结果表明:各类传感探头的湿度灵敏度都有提高,但聚酰亚胺由于处于玻璃态而性能提升较小。各类传感探头的重复性随着温度的升高都有下降,其中基于纯聚酰亚胺的传感探头受温度影响最大,而基于活性炭掺杂聚酰亚胺的传感探头受温度影响最小。