Ukrainian Journal of Physical Optics 
Home page
 
 

Other articles 

in this issue
Humidity sensor based on tapered single mode fiber coated with a hydroxyethyl cellulose/poly-vinylidene fluoride composite

Lokman A., Batumalay M., Harun S. W. and Arof H.

Download this article

Abstract. A simple humidity sensor is suggested basing on a tapered single-mode fibre coated with a mixed polymer composite hydroxyethyl cellulose/polyvinylidene fluoride. The tapered fibre produced by an etching technique and coated with a humidity-sensitive cladding creates intermodal interference which enables detecting humidity changes. The performance of the sensor is studied for the two fibre diameters, 50 and 87.5 μm. As the relative humidity increases, the interference spectrum shifts towards longer wavelengths. The highest sensitivity, 0.0116 nm/%, is obtained at the smallest tapered-fibre diameter of 50 μm, with the linearity being more than 98.20%.

Keywords: fibre-optic sensors, humidity sensors, relative humidity, hydroxyethyl cellulose/polyvinylidene fluoride

PACS: 42.81.Qb, 42.81.Pa, 92.60.Jq
UDC: 535.417+53.093+681.7.068
Ukr. J. Phys. Opt. 15 96-101
doi: 10.3116/16091833/15/2/96/2014
Received: 01.04.2014

Анотація. В роботі запропонований простий сенсор вологості, базований на конічному одномодовому волокні, покритому змішаним полімерним композитом гідрооксиетилцелюлози/полівініліденфториду. Конічне волокно, виготовлене травленням і покрите оболонкою, чутливою до вологості створює міжмодову інтерференцію, яка дозволяє реєструвати зміни вологості. Характеристики сенсора досліджувалась для двох діаметрів волокна: 50 і 87,5 мкм. При зростанні вологості спектр інтерференції зміщався в область довгих довжин хвиль. Найвища чутливість 0,0116 нм/%, була отримана для волокна з меншим діаметром 50 мкм, з лінійністю не гіршою ніж 98,20%.
REFERENCES
  1. Yeo L, Sun T and Grattan K T V, 2008. Fibre-optic sensor technologies for humidity and moisture measure-ment. Sens. Actuators A: Phys. 144: 280–295. doi:10.1016/j.sna.2008.01.017
  2. Rahman H A, Harun S W, Yasin M, Phang S W, Damanhuri S S A, Arof H and Ahmad H, 2011. Tapered plastic multimode fiber sensor for salinity detection. Sens. Actuators A: Phys. 171: 219–222. doi:10.1016/j.sna.2011.09.024
  3. Muhammad M Z, Jasim A A, Ahmad H, Arof H and Harun S W, 2013. Non-adiabatic silica microfiber for strain and temperature sensors. Sens. Actuators A: Phys. 192: 130–132. doi:10.1016/j.sna.2012.12.036
  4. Harun S W, Lim K S, Damanhuri S S A and Ahmad H, 2011. Microfiber loop resonator based temperature sen-sor. J. Eur. Opt. Soc. 6: 11026. doi:10.2971/jeos.2011.11026
  5. Muto S, Suzuki O, Amano T and Morisawa M, 2003. A plastic optical fibre sensor for real-time humidity moni-toring. Meas. Sci. Technol. 14: 746–750. doi:10.1088/0957-0233/14/6/306
  6. Bariain C, Matias I R, Arregui F J, and López-Amo M, 2000. Optical fiber humidity sensor based on a tapered fiber coated with agarose gel. Sens. Actuators B: Chem. 69: 127–131. doi:10.1016/S0925-4005(00)00524-4
  7. Estella J, de Vicente P, Echeverría J C and Garrido J J, 2010. A fibre-optic humidity sensor based on a porous silica xerogel film as the sensing element. Sens. Actuators B: Chem. 149: 122–128. doi:10.1016/j.snb.2010.06.012
  8. Batumalay M, Lokman A, Ahmad F, Arof H, Ahmad H and Harun S W, 2013. Tapered plastic optical fiber coated with HEC/PVDF for measurement of relative humidity. Sens. J. IEEE. 13: 4702–4705. doi:10.1109/JSEN.2013.2272329
(c) Ukrainian Journal of Physical Optics