【摘 要】
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荧光光纤传感器是现代光纤传感器技术领域研究的热点之一。它通过测量物质的荧光光谱特性来鉴别被测物质的种类和浓度,在海洋环境监测方面具有相当的应用潜力。海水中的浮游
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荧光光纤传感器是现代光纤传感器技术领域研究的热点之一。它通过测量物质的荧光光谱特性来鉴别被测物质的种类和浓度,在海洋环境监测方面具有相当的应用潜力。海水中的浮游植物是海洋生态系统中最主要的初级生产者和能量的主要转换者,它是初级生产力的基础。本文将荧光测量法和光纤传感技术相结合,采用弱光信号检测技术,提出一种测量海水中浮游植物荧光的塑料光纤测量方法,为海洋污染的监测和治理以及估测海水中浮游植物生物量的研究提供一种新的检测手段。本文论述了荧光测量法的基本原理和特点及塑料光纤传感原理,并对浮游植物的荧光特性进行了分析,设计了荧光光纤测量系统的总体方案。由于海水中浮游植物产生的荧光信号很微弱,而且受到背景光噪声的影响,所以采用高灵敏度、低噪声的光电倍增管作为荧光信号探测器,及以锁相放大器为核心的微弱信号检测电路,并针对光电倍增管设计了高稳定的直流开关电源,实现了对微弱荧光信号的激发、收集、传输、探测及处理。论文中给出了各部分硬件电路原理图和参数设计,由于采用了锁相放大器,检测电路具有较低的噪声系数和较高的共模抑制比,从而提高了系统的分辨率。通过研究激发光波长与荧光强度的关系,海藻浓度变化与荧光强度之间的线性关系曲线,证明了用塑料光纤荧光传感器测量浮游植物浓度的可行性。
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