一种基于聚合物光纤的土体含冰量传感器及其测定方法

本发明公开了一种基于聚合物光纤的土体含冰量传感器及其测定方法，包括：该传感器由聚合物光纤、光源、光谱仪及设置在光纤中部的传感段构成。其核心在于，传感段为一段去除保护套的裸露纤芯，并在其表面涂覆有由聚二甲基硅氧烷和纳米二氧化硅构成的疏水涂层，实时监测通过传感器的完整透射光谱。其工作原理基于一个“光谱叠加模型”，该模型认为在任一波长下，归一化光强都是一个稳定的系统基线过程和一个依赖于含冰量的倏逝波传感过程的线性叠加。根据本发明，具有模型准确、结构简单、成本低廉、抗电磁干扰、可原位无损监测等优点，适用于寒区工程和科研领域的对土体冻结状态的长期、分布式监测需求。