19425

۱۹۴۲۵

طراحي و ساخت حسگر گاز هيدروژن با استفاده از فيبرنوري نازك‌شده مبتني بر تداخل‌ مدها

كارشناسي ارشد

فوتونيك

95-96

۱۳۹۷/۰۶/۲۵

دكتر محمد واحدي - دكتر جواد خليل زاده

فيزيك

با پيشرفت‌هاي انجام شده در حوزه فيبرنوري و ساخت حسگر با استفاده از انواع فيبرنوري در سال‌هاي اخير و به دليل مزاياي اين نوع حسگرها ازجمله؛ دقت در اندازه‌گيري، زمان پاسخ كوتاه و مصونيت در برابر تداخلات الكترومغناطيسي، استفاده از آن در حال گسترش است. از انواع حسگرهاي ساخته شده با استفاده از فيبرنوري مي‌توان به حسگرهاي گاز، مايع، فشار، دما و ... اشاره كرد كه در صنايع مختلفي همچون پتروشيمي‌ها، صنايع غذايي و كنترل كيفيت منابع آب مورد استفاده قرار مي‌گيرند. ساخت برخي از اين حسگرها براساس لايه‌نشاني ماده حساس به كميت مورد سنجش بر روي سطح فيبرنوري صورت مي‌گيرد و مبناي حسگري براساس تغييرات فيزيكي و شيميايي رخ داده در لايه جاذب و تاثير آن بر نور عبوري از فيبر مي‌باشد. حسگرهاي ساخته شده با فيبرنوري خود داراي انواع متنوعي مي‌باشند كه حسگر ساخته شده با استفاده از فيبرنوري نازك‌شده به دليل سرعت بالاي عملكرد، حساسيت بالا و ارزان بودن مورد توجه فراوان قرار گرفته است. در اين پايان‌نامه ابتدا به معرفي و توضيح مباني فيبرنوري و ساخت حسگر با فيبرنوري پرداخته و ويژگي‌هاي حسگرهاي فيبرنوري ارائه مي‌شود. سپس حسگر گاز هيدروژن با استفاده از فيبرنوري نازك‌شده توضيح داده شده و نحوه عملكرد آن بررسي مي‌شود. سپس مراحل انجام آزمايشها، چيدمان آزمايش و وسايل و تجهيزات معرفي شده و در نهايت نتايج به دست آمده ارائه و تحليل خواهد شد. حسگرهاي ساخته شده در اين آزمايش وابسته به قطر و زاويه نازك‌سازي داراي حساسيت‌هاي متفاوتي هستند كه بهترين حساسيت طيفي مربوط به فيبرنوري نازك‌شده به قطر ۲۳ ميكرومتر و زاويه نازك‌سازي 91/2 درجه مي‌باشد و مقدار حساسيت برابر به همراه زمان پاسخ ۲۴ثانيه و زمان بازگشت ۳۶ ثانيه به دست آمد.

1397/07/09

Design and Fabrication of Hydrogen Gas Sensor based on Interference of Modes with use of Tapered Optical Fiber

9/22/2018 12:00:00 AM

With advances in fiber optics and fiber optic sensors in recent years and because of the advantages of these sensors, including precision, short response time and immunity to electromagnetic interference, their use is expanding. Fiber optic sensors can be used to detect gas, liquid, pressure, temperature, etc, that could be employed in various applications such as petrochemicals, food and water quality control industries. The fabrication of these sensors is carried out by depositing a sensitive layer on the fiber surface. The sensing mechanism is based on the physical and chemical changes occurring in the adsorbent layer and its effect on the light passing through the fiber. The fiber optic sensors have various types. Among these sensors, the tapered fiber sensors have attracted much attentions due to their high speed performance, high sensitivity and low cost. In this thesis, the fiber optic sensor are introduced and their mechanism of operation is explained. Then, the hydrogen gas sensor is described using a tapered fiber and its operation is described. Finally, the test layout, the equipment used and the result are presented. The sensors made in this test depend on the diameter and tapered angle have different sensitivities, the best sensitivity of the spectrum to the tapered fiber with a diameter of and a tapered angle of degrees equal with a response time of seconds and a return time of seconds Obtained.