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摘要液体浓度是表征溶液特性的一个重要参数。在分析、总结国内外液体浓度检测系统研究的基础上，选择基于强度调制原理的浓度检测系统。并根据全反射原理、菲涅尔公式及朗伯-比尔定律，分析了液体浓度与折射率、吸光度之间的关系，得出光纤出射光强随液体包层浓度成负指数规律。浓度检测系统由光源、光纤敏感器件、光电检测器件三部分组成，光电二极管发出的激光通过传输光纤和光纤敏感器件内部反射后到达光电检测器件，通过对出射光强的检测，实现对液体浓度的直接测量。10852
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关键词 光纤传感器 强度调制 全反射定律 菲涅尔公式 朗伯-比尔定律
毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title Research For Liquid Concentration Testing System
Abstract
Liquid concentration is an important parameter in the characterization of solution properties .Choosing the system based on intensity modulation after analyzing and summarizing domestic and foreign liquid concentration detection system. Based on total reflection principle, Fresnel formulas and the Lambert-Beer’s law, the relationships between the liquid concentration and refractive index, the liquid concentration and absorbance are analyzed respectively, and the negative exponent relationship between the optical liquid concentration is obtained. The concentration detection system consists of three parts of the light-sensitive, fiber devices, photoelectric detection devices. The laser issued by photodiode reaches the photoelectric detection device after the internal reflection of the fiber and fiber-sensitive device.
Loss of light intensity is measured and the liquid concentration is known directly．
Keywords Optical fiber sensor, Intensity modulation ,Total reflection principle ,Fresnel formula ,Lambert-Beer’s Law
目 次
1 绪论 1
1.1 选题背景 1
1.2 国内外液体浓度检测技术 1
1.3 基于强度调制型光纤传感器的检测方法 5
1.4 本文的主要研究内容和结构安排 7
2 基于强度调制型光纤传感器的理论基础 8
2.1 光纤的结构与传光原理8
2.2 强度调制型光纤传感器理 11
3 液体浓度检测系统16
3.1 光源 16
3.2 光纤敏感元件 17
3.3光电检测器件18
3.4 光电转换电路 19
结论 21
致谢 22
参考文献 23
1 绪论
1．1 选题背景
在日常的生产和生活中，我们都需要知道一些溶液的浓度。溶液的浓度是表征溶液特性的主要参数之一，对溶液浓度的测量与控制在化工、造纸、制药、制糖、饮料等行业中有着广泛的应用，它是保证和提高产品质量的重要技术手段。
浓度是指单位体积溶液中所含溶质的摩尔数，符号是C,单位为mol/L。溶液的浓度跟许多物理量都有关系，如折射率、密度、电导率等，因此可以根据其中某一个物理量的变化来显示浓度的变化，而折射率是我们熟知的一个物理量，国内外很多关于溶液浓度检测系统的研究也是通过折射率实现的。
目前，国外很多专家和学者都对液体浓度的测量进行了广泛深刻的研究，许多研究成果都已经产生。Bergman制作了一个光纤探头来检测液体的盐度[1]；Tinaut等人基于CCD照相的消光的方法，利用相位多普勒测速仪来检测在非轴对称喷洒下的高密度和速度液体的浓度[2]；Pogossian等人提出了一个基于模式行的测量液体折射率和浓度的方法[3]。其他的技术包括荧光技术、热标记技术、干涉测量法技术、相位锁定超声波技术。在国内，测量液体浓度的方法也有很多，浙江大学提出通过改变光栅反射波长的方法来间接测量溶液浓度[4]。
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