光学湿度传感器技术是一种新兴的测量水分的方法，并受到业界的关注。分类描述了光谱，光纤和布拉格光栅湿度传感器的工作原理，介绍了各种传感器的标准专利所做的改进，最后总结了传感器专利申请的一般状况。纤水分。析表明，光纤湿度传感器的专利申请数量相对较少，虽然逐年增加，但增长速度较慢，有存款人多，分配相对均衡，商业化程度不够，工业化必须深入培育。学湿度传感器;光谱;光纤;专利;工业化中图分类号：TB943文献标识码：A产品货号：2095-8412（2017）01-183-03引言水分是用于表征空气中水蒸气含量的物理量。与人类的生产和生活密切相关。物理和气象学中，空气湿度通常用绝对湿度，相对湿度或露点来表示。
于它对环境温度和压力的影响，对它的研究测量不如温度完美。着光学和光纤技术的发展，使用“受潮影响的材料的光学特性”的光学湿度传感器已经不断改进[1-4]并且正在变得更加广为人知。众。学湿度传感器与传统的电子湿度传感器相比具有明显的优势，例如免疫电磁干扰，小尺寸，遥感等。而，其成本高并且测量的准确性需要进一步提高。文是对该技术的分类，并分析了相关专利的相关情况。
学湿度传感器技术及相关专利目前，光学湿度传感器主要包括三种类型：光谱型，光纤型和布拉格光纤网型。谱湿度传感器光谱湿度传感器通过湿敏材料的光信号确定光的吸收或荧光强度与湿度之间的对应关系。测量湿度时，光纤通常用于接收光信号，光纤仅用作纯光传输信道。据湿敏膜的材料，传感器可以细分为光谱吸收和光谱荧光。谱吸收湿度传感器湿度敏感材料的光吸收特性与水分有关，通常使用电致变色聚合物或化学试剂，如氯化钴，氧化物钴，罗丹明B等关于专利申请，光谱吸收型湿度传感器的结构改进主要如下实现：US 5319975A提出在端口级提供湿敏膜和镜子。维形成湿度传感器; JP2001124868A提供了一种简单的制造湿度传感器和实践的光纤设置在两个阶段和一个透明透镜被设置在光纤和透镜材料的长度的相对侧是敏感的材料水分，如氯化钴;在DE 10 2005 016 640 A1中，湿度传感器的传感器头由不同的突出表面限定。谱荧光湿度传感器的荧光特性与水分有关，而荧光特性包括荧光寿命，荧光强度和荧光的波长偏移。光[5]。
专利申请方面，荧光光谱水分传感器很少，包括：JPS54138045A为含有荧光染料的湿度传感器提供吸湿性树脂; JPH035708A提出使用含有荧光组分的酸性透明树脂。湿度传感器中，其中使用伞形酮作为荧光成分以提高响应速度，JP2003207449A提出通过测量蒸汽中材料分子的受激荧光辐射来测量蒸汽的湿度，它具有非常高的精度; KR20140059982A提出了一种含有铈的聚合物材料。光湿度传感器旨在提高检测效率和可重复性。
纤湿度传感器使用湿度敏感材料形成护套。光纤中传播的光信号的强度与湿气有关。本结构如图1所示。图1（a）中，光纤的一部分是锥形的，以保持均匀的直径。腰部和湿度敏感材料通过ESA（独立静电组件）进行电镀;在图1（b）中，去除一部分纤维鞘并施加湿敏材料。
纤湿度传感器主要分为三类：吸收型，折射率变化型和扩散型[6-8]。收光纤湿度传感器湿度敏感材料的光吸收特性与湿度有关。敏材料被转换成光纤护套，并且在光纤中传播的光信号的一部分被湿敏材料吸收，导致光信号强度的变化。射率变化型光纤湿度传感器的折射率与湿度有关。敏材料转化为纤维鞘，鞘和芯之间的折射率差异随湿度变化：当湿度低时，恒温阀芯折射率的差异是大于零，当湿度高时，情况正好相反。
变折射率差异会导致光信号的强度发生变化。散型光纤湿度传感器将微孔结构材料形成为光纤包层，并且在芯中传播的光信号产生影响光信号输出强度的扩散损耗。散的损失随湿度的变化而变化。涉及三种类型的光纤湿度传感器的专利申请中：US 4，221，962，A建议在纤维周围放置湿敏层压材料以感测湿气; US 6582658B1使用自支撑超吸收聚合物来支撑光纤湿度传感器的环形传感器头。形传感器头不需要任何其他支撑; JP2003130863A使用水溶性丙烯酸聚合物和潮解性材料的混合物来形成纤维鞘以提高检测灵敏度; JP2003270141A使用聚合物纤维来提高检测灵敏度并减少响应时间。了提高检测灵敏度，JP2009025199A提出了一种表面光纤等离子体波湿度传感器; JP2009063390A提出将湿敏材料的两端固定在纤维曲率的窄部分的两端以便于制造。纤布拉格光栅湿度传感器将湿敏材料应用于光纤表面，作为湿度函数的材料尺寸随湿度的变化而变化，从而产生应力在光纤的布拉格光栅上，它改变了反射中心的波长。了减小温度对测量的影响，通常使用如图2所示的双光纤布拉格光栅结构。该专利申请中：US2001030281A1提出在夹板之间布置光纤网络以形成光纤布拉格光栅湿度传感器，夹板的材料可以根据光纤的湿度收缩或延伸。
围环境，横向应力可以应用于网络，以检测水分。
JP2005351663A提出将湿敏材料直接应用于光纤网络以形成布拉格光栅湿度传感器，从而提高测量的可靠性和准确性; WO2007137429A1，为了提高测量精度，并减少响应时间，两个布拉格光栅沿光纤排列，这是一个网络响应于温度而另一个是到网络敏感水分; US2005105841A1提出在长期网络上应用聚乙烯亚胺以检测水分; CN101592757A提供级联长度以改善湿度检测系统的灵敏度和分辨率。期光栅器件包括第一和第二长周期光纤光栅，用于形成Mach-Zehnder干涉仪结构;所述CN102944327A被施加以覆盖光栅面偏振保持长周期光纤与湿气，脱乙酰壳多糖膜材料敏感的层，以提高温度和湿度的敏感性同时测量。纤湿度传感器的专利状态在DWPI数据库中通过分类号IPC G01N21和关键字湿度（湿度），纤维（纤维）和总共323个项目进行搜索达到了。
3和相关统计数据表明，光纤湿度传感器的专利申请相对较少，主要还处于实验研究阶段，可以应用的产品很少，而且营销不足;申请量逐年增加，但增长率正在增加。慢，1999年是一个高峰，并在2012年达到了另一个高峰。许多候选人，超过200人，没有特别优势的候选人，其中最着名的候选人是：中国大学中国计量学院10浙江7件，日立电缆有限公司5件，大宏电器有限公司5件和4件HONEYWELL。论本文介绍了光学湿度传感器的工作原理，介绍了各种传感器标准专利的改进，最后总结了光纤湿度传感器专利申请的一般情况。来，恒温阀芯水分测量方法将在传感器的智能测试阶段开发。希望这篇文章将成为光学湿度传感器的生产，学习和研究的协同发展的灵感来源。
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