一种倾斜光纤光栅浓度测量仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种倾斜光纤光栅浓度测量仪，其通过将采用塑料光纤制作的倾斜光纤光栅传感器，并将其封装于反应腔体内，减小了待测溶液产生的压力对倾斜光纤光栅传感器的干扰影响，提高了测量的精度和可靠性，并且，由于塑料光纤制作工艺成熟，价格要比玻璃光纤低，成本相对较低，且塑料光纤作为传感器还具有高弹性应变极限、高断裂韧性、高弯曲柔韧性以及对应变和温度的非常敏感的特点。

A Tilt Fiber Bragg Grating Concentration Measuring Instrument

【技术实现步骤摘要】
一种倾斜光纤光栅浓度测量仪
本技术涉及光纤传感领域，具体涉及一种倾斜光纤光栅浓度测量仪。
技术介绍
溶液浓度作为日常生活中一个重要的物理量，是表征溶液特性的主要参量之一，同时也是工农业生产和科学研究实验中一项重要的计量参数。物质的许多物理和化学性质均易受浓度的影响，浓度过高或者过低都会对产品的质量产生影响。因此，对溶液浓度的测量与控制在化工、冶金、造纸、食品、制糖、制药等行业中有着广泛的应用，是保证产品质量的重要技术手段。有关溶液浓度测量的方法和仪器有很多，在化学方面可以通过化学反应法测浓度，在物理方面可以利用光学或电学方法测量。由于溶液的浓度与许多物理量都存在依赖关系，如密度、电导率、折射率等，因此原则上可用其中一个物理量的变化来表征浓度的变化。利用溶液的折射率来测量浓度是一种比较常用的方法，同化学方法相比，折射率方法不需考虑各种反应条件，适用范围更广；与电学测量方法相比，它既简单廉价，测量精度高；另外采用光学折射率传感方法进行溶液浓度的检测具有简便快捷、不受电磁干扰的特点。根据光学测量原理可以将折射率的测量方法大致归纳为三类：几何光学法、波动光学法和光纤传感法，光纤传感法为溶液折射率测量与控制提供一种较为实用的测试手段；光纤光栅浓度传感器是基于光纤传感法的溶液浓度测试系统。该测量方法不仅具有不受电磁干扰、灵敏度高、质量轻、体积小、耐高温高压腐蚀、可远距离遥测监控等特点，成为传感器
发展的主流方向之一。目前常用的利用光纤光栅传感器进行浓度测量的方法主要有以下三类：镀膜光纤光栅浓度测量法、长周期光纤光栅(LongPeriodFiberGrating，简称LPFG)浓度测量法和倾斜光纤光栅(TiltedFiberBraggGrating,简称TFBG)浓度测量法，其中，镀膜光纤光栅降低了光栅本身的机械强度，而长周期光纤光栅有着内在的温度交叉敏感效应，在极易受到外界温度影响的环境里，降低了它的广泛应用性。因此，一定程度上限制了其应用范围。而倾斜光纤光栅避免了二者的缺点又同时具有二者的优点。目前，倾斜光纤光栅大多是采用二氧化硅制成的FBG光学传感器即光纤布拉格光栅传感器，如专利号为200910228965.5专利技术名称为“一种倾斜光纤光栅液位变化测量仪”的中国专利，该测量仪中的倾斜光纤光栅是利用相位掩模侧面辐射技术、在写制过程中将模板倾斜并通过准分子激光紫外写入载氢的单模光纤中制得；倾斜光纤光栅位于被测容器的液面处且倾斜光纤光栅的上端一定伸出被测容器的液面。然而，众所周知，二氧化硅光纤价格较为昂贵，且由于光纤光栅位于被测容器的液面，待测溶液产生的压力对其测量精度和可靠性造成一定干扰影响，从而使得其测量精度和可靠性降低。
技术实现思路
针对上述存在的技术问题，本技术提供一种倾斜光纤光栅浓度测量仪。为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：一种倾斜光纤光栅浓度测量仪,包括光源发生器、反应槽和光谱分析仪，还包括可设置在所述反应槽内的反应腔体，所述反应腔体内置有TFBG传感器，所述TFBG传感器的两端分别通过输入光纤和输出光纤与所述光源发生器和所述光谱分析仪相连，其中，所述TFBG传感器为采用塑料光纤制作的。进一步，所述TFBG传感器的两端延伸出所述反应腔体外。进一步，所述反应腔体上设置有电磁阀门，当开启所述电磁阀门时，所述反应槽内的待测溶液进入所述反应腔体内，且当所述待测溶液填充满所述反应腔体内时，关闭所述电磁阀门。进一步，还包括双向泵、控制所述双向泵的控制器、可盛装恒温清洗剂的储液器和废液收集装置，其中，所述控制器与所述双向泵电连接，所述双向泵的一端通过第一连接管与所述反应腔体连接，所述双向泵的另一端分别通过第二连接管和第三连接管连接于所述储液器和所述废液收集装置。进一步，所述TFBG传感器的成栅平面与纤芯横截面的夹角为θ为6°-45°。进一步，所述TFBG传感器的长度为4mm-10mm。本技术的有益效果在于：通过将采用塑料光纤制作的倾斜光纤光栅传感器，并将其封装于反应腔体内，减小了待测溶液产生的压力对倾斜光纤光栅传感器的干扰影响，提高了测量的精度和可靠性，并且，由于塑料光纤制作工艺成熟，价格要比玻璃光纤低，成本相对较低，且塑料光纤作为传感器还具有高弹性应变极限、高断裂韧性、高弯曲柔韧性以及对应变和温度的非常敏感的特点。进一步地，本技术通过控制器控制双向泵将反应腔体内的已测溶液抽送至废液收集装置，以及将储液器内的恒温清洁剂抽送至反应腔体内，对反应腔体内部进行反复清洗，即实现反应腔体自动清洗，无需将反应腔体单独取出，再取出TFBG传感器进行清洗；另一方面，当再次向反应腔体内注入待测溶液进行测试时，避免了以往残留的待测溶液的干扰，大大提高了对溶液浓度测量的精度和检测的可靠性。附图说明为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。图1为本技术一种倾斜光纤光栅浓度测量仪的结构示意图；图2为本技术一种倾斜光纤光栅浓度测量仪的反应槽的结构示意图。具体实施方式下面结合附图，对本技术作详细的说明。为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。参见图1，一种倾斜光纤光栅浓度测量仪,包括光源发生器1、反应槽2和光谱分析仪3，还包括可设置在反应槽2内的反应腔体21，反应腔体21内置有TFBG传感器22，TFBG传感器22的两端延伸出反应腔体21外，并分别通过输入光纤11和输出光纤12与光源发生器1和光谱分析仪3相连，其中，TFBG传感器22为采用塑料光纤制作的。本实施例中，该光源发生器1和TFBG传感器22之间通过输入光纤11连接，TFBG传感器22和光谱分析仪3之间通过输出光纤12连接，TFBG传感器22设置在反应腔体21内，且反应腔体21放置在装有待测溶液的反应槽2内。工作时，光源发生器1发出的光，依次经过输入光纤11、TFBG传感器22和输出光纤12后，入射到光谱分析仪3，从而得到光谱图。本实施例中，该TFBG传感器采用塑料光纤制作而成，价格要比玻璃光纤低，成本相对较低，且塑料光纤作为传感器还具有高弹性应变极限、高断裂韧性、高弯曲柔韧性以及对应变和温度的非常敏感的优势。本实施例中，通过将TFBG传感器22封装在反应腔体21，减小了待测溶液产生的压力对TFBG传感器22的影响，提高了测量的精度和可靠性。在一具体实施例中，反应腔体21上设置有电磁阀门23，当开启电磁阀门23时，反应槽2内的待测溶液进入反应腔体21内，且当待测溶液填充满该反应腔体21内时，关闭该电磁阀门23，同时，TFBG传感器22位于反应腔体21内的部分则完全浸入在待测溶液中，静置一段时间，便可进行测试。本实施例中，为了便于清洁，提高检测精度，该倾斜光纤光栅浓度测量仪还包括双向泵4、控制双向泵4的控制器5、可盛装恒温清洗剂的储液器6和废液收集装置7，其中，控制器5与双向泵4电连接，双向泵4的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种倾斜光纤光栅浓度测量仪,包括光源发生器、反应槽和光谱分析仪，其特征在于：还包括可设置在所述反应槽内的反应腔体，所述反应腔体内置有TFBG传感器，所述TFBG传感器的两端分别通过输入光纤和输出光纤与所述光源发生器和所述光谱分析仪相连，其中，所述TFBG传感器为采用塑料光纤制作的。

【技术特征摘要】
1.一种倾斜光纤光栅浓度测量仪,包括光源发生器、反应槽和光谱分析仪，其特征在于：还包括可设置在所述反应槽内的反应腔体，所述反应腔体内置有TFBG传感器，所述TFBG传感器的两端分别通过输入光纤和输出光纤与所述光源发生器和所述光谱分析仪相连，其中，所述TFBG传感器为采用塑料光纤制作的。2.根据权利要求1所述的倾斜光纤光栅浓度测量仪,其特征在于：所述TFBG传感器的两端延伸出所述反应腔体外。3.根据权利要求1所述的倾斜光纤光栅浓度测量仪,其特征在于：所述反应腔体上设置有电磁阀门，当开启所述电磁阀门时，所述反应槽内的待测溶液进入所述反应腔体内，且当所述待测溶液填充满所述反应腔体内...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡学浩，
申请(专利权)人：重庆世纪之光科技实业有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆,50