一个基于D形纤维和氧化锡薄膜涂层的高灵敏光纤土壤湿度传感器
Chuen-Lin Tien1, Hsi-Fu Shih2, Jia-Kai Tien3
1Department of Electrical Engineering, Feng Chia University, Taichung 40724, Taiwan.
Sensors (Basel, Switzerland)
|December 17, 2024
概括
这项研究引入了一种新的光纤土壤湿度传感器,使用D形纤维和二氧化 (SnO2) 薄膜. 传感器实现了高灵敏度,用于准确地监测土壤水分.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 光学工程是指光学工程.
- 环境传感器环境传感器
背景情况:
- 准确的土壤湿度监测对于农业和环境管理至关重要.
- 现有的传感技术可能在灵敏度,响应时间或耐用性方面面临限制.
研究的目的:
- 开发和描述一个高灵敏的光纤土壤湿度传感器.
- 利用损失模式共振 (LMR) 效应来精确检测土壤中的湿度.
主要方法:
- 制造D形多模纤维 (MMF) 具有侧抛光结构.
- 使用电子束蒸发,用二氧化 (SnO2) 薄膜覆盖D形纤维.
- 调查LMR效应及其波长的变化,以应对土壤水分的变化.
主要成果:
- 开发的传感器在10%RH到90%RH的相对湿度范围内显示出2.29nm/%RH的最大灵敏度.
- 传感器在土壤湿度测量中表现出快速响应时间和良好的可重现性.
- 在剩余纤维厚度为93微米和SnO2薄膜厚度为450nm的情况下,获得了最佳的传感器性能.
结论:
- 拟议的光纤传感器为高灵敏度的土壤水分检测提供了一个有希望的解决方案.
- 基于SnO2薄膜的LMR方法为环境传感应用提供了一个强大的平台.
- 这项技术有可能改善农业实践和水资源管理.
