Low-Coherence Interferometric Fiber Optic Sensor for Humidity Monitoring Based on Nafion® Thin Film

مستشعر ألياف بصرية تداخلي منخفض التماسك لرصد الرطوبة قائم على غشاء رقيق من النافيون®

Clicks: 49
ID: 280953
2019
Free PDF
Article Quality & Performance Metrics
Overall Quality
Not rated
Combines reader engagement with the AI quality analysis. This article has not been analysed, so there is no overall score — reader engagement is measured and shown alongside.
AI Quality Assessment
Not analyzed
Readership in this journal
Emerging

Ranked #1,680 of 1,694 articles by views in sensors

Most read Least read

Bar heights use a square-root scale. Only the 120 most-read articles are drawn; the journal has 1,694 in total.

Mint this article as an NFT
Not yet minted

Create a permanent, verifiable on-chain record of this article on the Scimatic Network. The NFT is held in your Journament account, and you can withdraw it to your own wallet at any time.

5 SUSD one-off · no wallet required
Sign in to mint
Abstract
The main aim of this work was the design and development simple fiber optic Fabry-Perot interferometer (FPI) sensor devices for relative humidity (RH) sensing with emphasis on high sensitivity and good stability. The RH fiber FPI sensor is fabricated by coating the end of a cleaved standard multi-mode (MM) fiber with hydrophilic Nafion® sensing film. The Nafion® thin film acts as an active resonance cavity of the low-coherence interferometric sensing structure. The fringe pattern, which is caused by interfering light beam in the Nafion® thin film will shift as the RH changes because the water molecules will swell the Nafion® film and thus change optical pathlength of the sensing structure. The operating principle of a FPI sensor based on the adsorption and desorption of water vapour in the Nafion® and the limitations of this sensor type are discussed in this work. The fiber optic hygrometer was tested in the visible (400–900 nm) region of spectra for measurement of relative humidity (RH) in the range of 5.5–80% at room temperature (RT) in air. The fiber optic humidity sensor has a very short response time (t90 = 5–80 s) and a fast regeneration time (t10 = 5–12 s) as good as commercial sensors.
كان الهدف الرئيسي من هذا العمل هو تصميم وتطوير أجهزة استشعار بسيطة قائمة على مقياس تداخل فابري-بيرو (FPI) بالألياف الضوئية لاستشعار الرطوبة النسبية (RH)، مع التركيز على تحقيق حساسية عالية واستقرار جيد. تم تصنيع مستشعر الرطوبة النسبية الليفي القائم على FPI عن طريق طلاء نهاية ليف ضوئي قياسي متعدد الأنماط (MM) مشقوق بدقة بغشاء استشعار من مادة النافيون® المحبة للماء. يعمل غشاء النافيون® الرقيق كتجويف رنيني نشط لبنية الاستشعار التداخلية منخفضة الترابط. وينزاح نمط الأهداب الناتج عن تداخل الحزمة الضوئية داخل غشاء النافيون® الرقيق مع تغير الرطوبة النسبية؛ نظراً لأن جزيئات الماء تؤدي إلى انتفاخ غشاء النافيون®، وبالتالي تغيير طول المسار البصري لبنية الاستشعار. ويناقش هذا العمل مبدأ تشغيل مستشعر FPI القائم على امتزاز ونزع امتزاز بخار الماء في مادة النافيون®، فضلاً عن محددات هذا النوع من المستشعرات. كما خضع مقياس الرطوبة الليفي البصري للاختبار في النطاق المرئي من الطيف (400–900 نانومتر) لقياس الرطوبة النسبية (RH) ضمن نطاق 5.5–80% عند درجة حرارة الغرفة (RT) في الهواء. ويتميز مستشعر الرطوبة الليفي البصري بزمن استجابة قصير للغاية (t90 = 5–80 ثانية) وزمن استعادة سريع (t10 = 5–12 ثانية) بكفاءة تضاهي المستشعرات التجارية.
Reference Key
maciak2019lowcoherencesensors Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors Erwin Maciak
Are you one of these authors? Claim your profile
Journal sensors
Year 2019
DOI
DOI not found
URL
https://www.mdpi.com/1424-8220/19/3/629
Keywords
chemistry Organic Chemistry Veterinary medicine Chemical technology Science (General) Science physics food processing and manufacture agriculture social sciences (general) history (general) latin america. spanish america

Citations

No citations found. To add a citation, contact the admin at info@scimatic.org

Comments

No comments yet. Be the first to comment on this article.