1、溶液濃度是表征溶液特性的主要參量之一。對溶液濃度的測量與控制在造紙、化工、制糖、食品、制藥等行業(yè)中有著廣泛的應用。長周期光纖光柵傳感器以其良好的電氣絕緣性、抗電磁干擾性、抗腐蝕性、體積小、重量輕、靈敏度高、復用性強等特點，彌補了傳統(tǒng)溶液濃度測量手段測量缺點，是具有良好應用前景的溶液測量傳感器。 本文以長周期光纖光柵(Long Period Grating)為研究對象，對LPG的理論和傳感技術(shù)進行深入的研究。提出了LPG測量溶液濃

2、度的方案，對LPG溶液濃度技術(shù)進行了深入的理論和仿真研究，并進行了實驗驗證。 文中概括地介紹了光纖光柵制作及其應用技術(shù)的研究狀況。推導出LPG導模與包層模的耦合關(guān)系；對LPG導模和包層模有效折射率、耦合系數(shù)進行了計算；分析研究了LPG參數(shù)對光柵譜形的影響，得出合理設計光柵參數(shù)的理論依據(jù)。針對LPG對外界折射率敏感的特性，給出了LPG中心波長變化量與外界折射率的關(guān)系表達式，并用Matlab進行模擬計算，給出了LPG在不同參數(shù)下的傳

3、感特性。 針對NaCl溶液濃度傳感，設計了一套LPG傳感實驗裝置，并分別用不同LPG進行了傳感實驗研究。對于不同的光柵，光柵中心波長與NaCl溶液濃度均成非線性關(guān)系，結(jié)合實驗數(shù)據(jù)和LPG折射率傳感公式得出光柵中心波長與濃度關(guān)系式，關(guān)系式與測量數(shù)據(jù)擬合度較高，其計算值與測量值之間誤差小于0.007 nm；不同的光柵有不同的傳感區(qū)域；光柵在溶液的低濃度端和高濃度端分別具有不同的靈敏度。因此，采用LPG進行溶液濃度傳感時，應針對不同的