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专利号: 2020104782751
申请人: 重庆理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种溶液折射率检测的光纤传感检测装置,其特征在于:包括宽带光源装置、光纤折射率传感器和光谱分析仪,光纤折射率传感器包括薄芯光纤、无芯光纤和两根单模光纤,薄芯光纤的纤芯直径小于单模光纤的纤芯直径,薄芯光纤的一端与无芯光纤的一端熔接在一起,其中一根单模光纤的一端与薄芯光纤且远离无芯光纤的一端熔接,另一端接入宽带光源装置的输出端,另外一根单模光纤的一端与无芯光纤且远离薄芯光纤的一端熔接,另一端连接在光谱分析仪的输入端,薄芯光纤与无芯光纤呈直线状态;

所述光纤折射率传感器中位于所述薄芯光纤和所述无芯光纤处设置有光纤固定装置,光纤固定装置包括固定底座,固定底座的上表面相隔且固定连接有两个同中心线设置的固定环,固定环的中心线呈水平设置,所述光纤折射率传感器穿过两个固定环,所述薄芯光纤、所述无芯光纤以及所述薄芯光纤和所述无芯光纤分别与所述单模光纤的熔接处均位于两个固定环之间的位置,位于沿两个固定环相背方向的所述固定底座的外侧分别设置有光纤支架,光纤支架的顶部相对设置有两个位于同一水平方向上的U形支架,两个所述U形支架所在平面相互平行设置,所述U形支架的水平高度高于所述固定环的水平高度,所述U形支架的底部固定连接有支杆,且所述U形支架通过支杆固定在其所在光纤支架上,两根所述单模光纤分别穿过在其所在一侧的两个U形支架内部,且两根所述单模光纤的纤身置于U形支架的内底面上,位于同一侧的两个U形支架之间的所述单模光纤的纤身上挂接有配重块对所述薄芯光纤和所述无芯光纤进行拉直提供拉力。

2.一种溶液折射率的检测方法,所述检测方法采用如权利要求1所述的溶液折射率检测的光纤传感检测装置进行检测,其特征在于:包括以下步骤:

(1)获取所述溶液折射率检测的光纤传感检测装置,并配置多个不同折射率的溶液;

(2)将光纤折射率传感器置于其中一个所述溶液中,将光纤折射率传感器置于溶液中时,光纤折射率传感器中的薄芯光纤、无芯光纤以及薄芯光纤和无芯光纤分别与单模光纤的熔接处均处于溶液内,并且使薄芯光纤与无芯光纤呈直线状态,打开宽带光源装置后记录光谱分析仪上的透射光谱;

(3)重复步骤(2)对其它所述溶液进行检测并记录其透射光谱,选取各透射光谱中同一段中的干涉波谷,并通过线性拟合得到y=a+bx,即x=(y‑a)/b,其中y为透射光谱中选取波谷对应的中心波长,a为折射率趋近于0时对应波谷的中心波长,b为折射率的灵敏度,x为折射率;

(4)获取未知折射率溶液,将光纤折射率传感器置于未知折射率溶液中,光纤折射率传感器中的薄芯光纤、无芯光纤以及薄芯光纤和无芯光纤分别与单模光纤的熔接处均处于未知折射率溶液内,并且使薄芯光纤和无芯光纤的中心线位于同一直线上,打开宽带光源装置后记录光谱分析仪上的透射光谱,选取与步骤(2)中透射光谱同一段相应的波谷,获得其对应的中心波长值,代入公式x=(y‑a)/b得到溶液的折射率。

3.根据权利要求2所述的溶液折射率的检测方法,其特征在于:在步骤(2)和步骤(4)中,在获取溶液的透射光谱图时,先将所述光纤折射率传感器穿过两个所述固定环,使所述薄芯光纤、所述无芯光纤以及所述薄芯光纤和所述无芯光纤分别与所述单模光纤的熔接处均位于两个所述固定环之间,然后将所述固定底座放置于所述溶液中,接着将两个所述光纤支架分别对应架设在所述溶液外的两根所述单模光纤处,所述单模光纤的纤身置于对应一侧的两个U形支架的内底面上,之后将所述配重块挂接在位于同一侧的两个所述U形支架之间的所述单模光纤的纤身上,利用配重块的重力使所述薄芯光纤和所述无芯光纤处于拉直状态,最后打开所述宽带光源装置后记录所述光谱分析仪上的透射光谱。