一种LPFG传感器及混泥土氯离子浓度测量系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种LPFG传感器，包括微流控通道，微流控通道上设有光栅放置段，光栅放置段向内凹陷并沿微流控通道的轴向设置，光栅放置段内放置有LPFG，光栅放置段的内周壁设有胶粘剂，该胶粘剂拉伸粘结以将所述的LPFG固定于光栅放置段内，光栅放置段设有若干设渗水孔。本实用新型专利技术还公开了一种混泥土氯离子浓度测量系统，包括两个微流控通道、光纤耦合器、光源及控制器；光纤耦合器与光源电连接并将光源光分成至少两束出射光；各LPFG传感器用于接收对应的出射光；控制器与各LPFG传感器电连接，用于接收各LPFG传感器的采集信号。本实用新型专利技术具有以下优点和效果：可以克服任意一次测量时温度和应变的影响。

LPFG sensor and measuring system of chloride concentration in concrete

【技术实现步骤摘要】
一种LPFG传感器及混泥土氯离子浓度测量系统
本技术涉及一种LPFG传感器及混泥土氯离子浓度测量系统。
技术介绍
对混凝土结构监测的需求日益增加，对结构的安全与健康进行评估是经济方面的担忧。近年来，光纤传感技术广泛应用于基础设施建设监测、评价等工业领域。因此，与传统技术相比，研制一种有效的测量混凝土结构中氯离子浓度的光纤氯传感器具有很大的吸引力。研究人员正将注意力转向长周期光纤光栅(LPFG)。采用LPFG制作的氯离子传感器灵敏度高，响应快，便于多点测量。LPFG对包层表面周围材料的折射率非常敏感，因此它可以用作环境折射率或化学溶液传感器。LPFG的带宽较大，导致其中心波长的测定不准确，受温度和应变影响较大。基于LPFGs和光纤布拉格光栅(fiberBragggratings,FBGs)的多扰动同步传感技术已经被开发和报道。然而，由于该技术要求FBGs的谐振峰位于LPFGs谐振峰能带边缘，因此基于FBG和LPFG综合方式比较困难。
技术实现思路
鉴于以上问题，本技术的目的是提供一种LPFG传感器及混泥土氯离子浓度测量系统，可以克服任意一次测量时温度和应变的影响。为了达到上述目的，本技术提供了一种LPFG传感器，包括微流控通道，所述的微流控通道上设有光栅放置段，所述的光栅放置段向内凹陷并沿微流控通道的轴向设置，所述的光栅放置段内放置有LPFG，所述的光栅放置段的内周壁设有胶粘剂，该胶粘剂拉伸粘结以将所述的LPFG固定于光栅放置段内，所述的光栅放置段设有若干设渗水孔。进一步设置为：所述的光栅放置段位于微流控通道的中心。进一步设置为：所述的胶粘剂采用氰基丙烯酸酯胶粘剂。进一步设置为：所述的微流控通道由聚甲基丙烯酸甲酯制成。进一步设置为：所述的微流控通道上设有若干用于安装的通孔。进一步设置为：所述的微流控通道为长120mm、宽22mm、高20mm的长方体。进一步设置为：各所述的光栅放置段长120mm、宽4mm、高3mm。本技术还提供了一种混泥土氯离子浓度测量系统，包括两个LPFG传感器、光纤耦合器、光源及控制器；所述的光纤耦合器与光源电连接，并将光源发出的光分成两束出射光；各所述的微流控通道上的LPFG用于接收光纤耦合器发出的对应的出射光；所述的控制器与各微流控通道上的LPFG电连接，用于接收各LPFG的采集信号。本技术具有以下有益效果：本技术使用了两个LPFG传感器来克服在一次测量中温度变化的影响。为了克服应变的影响，将LPFG传感器放置在一个特殊的微流体通道中。相对于其他方法，如使用单个LPFG或者FBG与LPFG联合实用方法等，这种双LPFG传感器可以克服任意一次测量时温度和应变的影响。该方法简单、成本低、省时省力，自动化程度高，便于实际应用。附图说明图1为实施例1的俯视图；图2为实施例1的正视图；图3为实施例1的左视图；图4为实施例2的结构示意图。图中：1、微流控通道；2、光栅放置段；3、LPFG；4、渗水孔；5、通孔；7、光源；8、光纤耦合器；9、控制器。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步详细说明。实施例一参考图1至图3，本实施例1提供了一种微流控通道，包括微流控通道1，微流控通道1上设有光栅放置段2，光栅放置段2向内凹陷并沿微流控通道1的轴向设置，光栅放置段2内放置有LPFG3，光栅放置段2的内周壁设有胶粘剂，该胶粘剂拉伸粘结以将LPFG3固定于光栅放置段2内。进一步的，光栅放置段2位于微流控通道1的中心并沿微流控通道1的轴向设置。进一步的，光栅放置段2设有若干设渗水孔4，可使得混泥土透过渗水孔4更好的与LPFG3接触，提高效率。进一步的，微流控通道1上设有若干用于安装的通孔5，将螺栓穿过通孔5即可对微流控通道1进行安装固定。在本实施例中，胶粘剂采用氰基丙烯酸酯胶粘剂，微流控通道1由聚甲基丙烯酸甲酯制成；微流控通道1为长120mm、宽22mm、高20mm的长方体，光栅放置段2长120mm、宽4mm、高3mm。实施例二参考图4，本实施例2提供了一种混泥土氯离子浓度测量系统，包括两个如实施例一所述的LPFG传感器、光纤耦合器8、光源7及控制器9；光纤耦合器8与光源7电连接，并将光源7发出的光分成两束出射光；各微流控通道1上的LPFG3用于接收光纤耦合器8发出的对应的出射光；控制器9与各微流控通道1上的LPFG3电连接，用于接收各LPFG3的采集信号。在本实施2中，光纤耦合器8采用WFC-1X2，光源7采用安捷伦可调谐激光器光源(8164A)，控制器9可采用计算机或单片机来监控，光纤耦合器8、光源7、控制器9及LPFG传感器之间的接线属于本领域的常规技术手段，通过导线或无线方式均可，LPFG传感器上设有通孔，通过与螺栓的配合即可对LPFG传感器进行安装，非常方便。本实施例2的工作原理为：由光纤耦合器8光源7的光分成两束，然后将两束光分别发射到两个LPFG传感器上，同时使用控制器9对传输光功率的变化进行监测，得到氯离子浓度。通过两个LPFG传感器同时测量，能避免单次突变，克服任意一次测量时温度和应变的影响，提高准确率。本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LPFG传感器，其特征在于：包括微流控通道(1)，所述的微流控通道(1)上设有光栅放置段(2)，所述的光栅放置段(2)向内凹陷并沿微流控通道(1)的轴向设置，所述的光栅放置段(2)内放置有LPFG(3)，所述的光栅放置段(2)的内周壁设有胶粘剂，该胶粘剂拉伸粘结以将所述的LPFG(3)固定于光栅放置段(2)内，所述的光栅放置段(2)设有若干设渗水孔(4)。/n

【技术特征摘要】
1.一种LPFG传感器，其特征在于：包括微流控通道(1)，所述的微流控通道(1)上设有光栅放置段(2)，所述的光栅放置段(2)向内凹陷并沿微流控通道(1)的轴向设置，所述的光栅放置段(2)内放置有LPFG(3)，所述的光栅放置段(2)的内周壁设有胶粘剂，该胶粘剂拉伸粘结以将所述的LPFG(3)固定于光栅放置段(2)内，所述的光栅放置段(2)设有若干设渗水孔(4)。


2.根据权利要求1所述的一种LPFG传感器，其特征在于：所述的光栅放置段(2)位于微流控通道(1)的中心。


3.根据权利要求1所述的一种LPFG传感器，其特征在于：所述的胶粘剂采用氰基丙烯酸酯胶粘剂。


4.根据权利要求1所述的一种LPFG传感器，其特征在于：所述的微流控通道(1)由聚甲基丙烯酸甲酯制成。


5.根据权利要求1所述的一种LPFG传感器，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹哲昊，金露凡，石鑫伟，宋仕杰，
申请(专利权)人：浙江工贸职业技术学院，
类型：新型
国别省市：浙江;33