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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 15/2020

13.06.2020

Modified polymer optical fiber sensors for crude oil refractive index monitoring

verfasst von: Zahra Samavati, Alireza Samavati, Ahmad Fauzi Ismail, Noorhana Yahya, Mohd Hafiz Dzarfan Othman, Mukhlis A. Rahman

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 15/2020

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Abstract

The oil concentration as a petroleum quality parameter is an eternal mystery that determines the oil value. We report detection of crude oil refractive index (RI) changes by modified polymer optical fiber (POF) sensor which is prepared via removing the majority of cladding part until ~ 100 nm thickness remains followed by the deposition of discontinuous silver (Ag) nanofilm as an inner layer (~ 20 nm thicknesses) and coating with different shapes of zinc oxide (ZnO) nanostructures including nanoparticles and horizontally and vertically oriented nanorods as an outer layer. Upon conversion from ZnO nanoparticles to vertically oriented ZnO nanorods, the rms roughness, optical band gap, and light transmittance are varied from ~ 23 to ~ 346 nm, ~ 3.45 to ~ 3.20 eV, and 31 to 27%, respectively. The higher sensing performance is obtained for the probe coated with vertically aligned ZnO nanorods at near-infrared wavelength and the value for intensity and wavelength sensitivity are 38 dB/RIU and 78 nm/RIU, respectively. This superior performance is originated from deep penetration of evanescent wave, high surface volume ratio, good crystallinity, adhesive interaction with crude oil molecules, large surface roughness, and high-order dispersion.

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Metadaten
Titel
Modified polymer optical fiber sensors for crude oil refractive index monitoring
verfasst von
Zahra Samavati
Alireza Samavati
Ahmad Fauzi Ismail
Noorhana Yahya
Mohd Hafiz Dzarfan Othman
Mukhlis A. Rahman
Publikationsdatum
13.06.2020
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 15/2020
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-020-03754-4

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