一种可辨别液体流向的光纤液位传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种可辨别液体流向的光纤液位传感器，包括：包括第一光纤跳线、第二光纤跳线、第一单模光纤、第二单模光纤、第一管状空芯光纤及第二管状空芯光纤，第一光纤跳线、第一单模光纤、第一管状空芯光纤、第二管状空芯光纤、第二单模光纤、第二光纤跳线依次连接。本发明专利技术中的光纤液位传感器运用光的反谐振导光原理，通过复合两段空气芯直径不同的空芯光纤构造两种不同反谐振导光条件，通过对比探测光束在光纤传感器中产生不同类型谐振峰强度的变化可实现微米级精度的光纤轴向的液位变化监测，同时可辨别液体流向。同时可辨别液体流向。同时可辨别液体流向。

【技术实现步骤摘要】
一种可辨别液体流向的光纤液位传感器


[0001]本专利技术涉及液位传感设备的
，尤其涉及一种可辨别液体流向的光纤液位传感器。

技术介绍

[0002]微流控技术是一种在微通道(尺寸通常介于数百微米级到数百纳米级别)中输送流体的技术，在化学合成、药物开发、生物分析、微电子等领域具有广泛应用。微流器件中的液位监测有利于精确控制评估液体流量，但微流器件中的液位检测要求传感器尺寸小、灵敏度高、可辨别液体流向。传统的机械类液位传感器尺寸大、灵敏度低，且不能实现液位信息自动记录，操作不便。传统电学类液位传感器可实现数据的自动化采集，但仍然具有尺寸大、灵敏度低的缺点，同时电学类传感器在对易燃易导电液体的液位进行测量时上存在较大安全风险。因此传统机械类和电学类液位传感器都难以满足微流体器件中的液位检测需求。光纤液位传感器基于光学方法，本质安全，而且传感器具有重量轻、体积小、灵敏度高、抗电磁干扰、抗腐蚀、便于远程布控测量等优点，有望解决微流体器件中的液位检测问题，但已报道的光纤液位传感器仍然存在灵敏度较低且无法辨别液位流向的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术实施例提供了一种可辨别液体流向的光纤液位传感器，旨在解决现有技术方法中的液位传感器存在测量灵敏度低、无法判定液体流向的问题。
[0004]本专利技术实施例提供了一种可辨别液体流向的光纤液位传感器，其中，包括：第一光纤跳线、第二光纤跳线、第一单模光纤、第二单模光纤、第一管状空芯光纤及第二管状空芯光纤；
[0005]所述第一光纤跳线的输入端连接宽带光源，所述第一光纤跳线的输出端与所述第一单模光纤的输入端连接，所述宽带光源用于提供宽谱光，所述第一光纤跳线用于将所述宽谱光引入所述第一单模光纤，所述第一单模光纤的输出端通过所述第一管状空芯光纤与所述第二管状空芯光纤相连接，所述第二管状空芯光纤与所述第二单模光纤的输入端相连接，所述第二单模光纤的输出端与所述第二光纤跳线的输入端连接；
[0006]所述第一单模光纤包括第一单模光纤纤芯和第一石英包层，所述第二单模光纤包括第二单模光纤纤芯和第二石英包层；所述第一石英包层包覆所述第一单模光纤纤芯，所述第二石英包层包覆所述第二单模光纤纤芯；
[0007]所述第一管状空芯光纤包括第一空气芯及第三石英包层，所述第三石英包层包覆所述第一空气芯；所述第二管状空芯光纤包括第二空气芯及第四石英包层，所述第四石英包层包覆所述第二空气芯；
[0008]所述第三石英包层形成第一径向Fabry
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Perot谐振腔，所述第四石英薄层形成第二径向Fabry
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Perot谐振腔；所述宽谱光在所述第一径向Fabry
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Perot谐振腔进行传播并激发产生第一类谐振峰、在所述第二径向Fabry
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Perot谐振腔进行传播并激发产生第二类谐
振峰；
[0009]所述第二光纤跳线的输出端与光谱仪连接，所述第二光纤跳线用于将所述宽谱光经过第一和第二径向Fabry
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Perot谐振腔调制后的光信号导入光谱仪。
[0010]所述的可辨别液体流向的光纤液位传感器，其中，所述第一管状空芯光纤与所述第一单模光纤的输出端之间的连接方式、所述第一管状空芯光纤与所述第二管状空芯光纤之间的连接方式以及与所述第二管状空芯光纤与所述第二单模光纤的输入端之间的连接方式均为纤芯对准熔接。
[0011]所述的可辨别液体流向的光纤液位传感器，其中，所述第一空气芯的直径大于所述第一单模光纤纤芯的直径。所述第二空气芯的直径大于所述第二单模光纤纤芯的直径。
[0012]所述的可辨别液体流向的光纤液位传感器，其中，所述第三石英包层的厚度与所述第四石英包层的厚度不同。
[0013]所述的可辨别液体流向的光纤液位传感器，其中，第一空气芯的折射率小于所述第三石英包层的折射率，第二空气芯的折射率小于所述第四石英包层的折射率。
[0014]上述的可辨别液体流向的光纤液位传感器，包括第一光纤跳线、第二光纤跳线、第一单模光纤、第二单模光纤、第一管状空芯光纤及第二管状空芯光纤，第一光纤跳线、第一单模光纤、第一管状空芯光纤、第二管状空芯光纤、第二单模光纤、第二光纤跳线依次连接。上述可辨别液体流向的光纤液位传感器，运用光的反谐振导光原理，通过复合两段空气芯直径不同(石英包层厚度不同)的空芯光纤构造两种不同反谐振导光条件，通过对比探测光束在光纤传感器中产生不同类型谐振峰强度的变化可实现微米级精度的光纤轴向的液位变化监测，同时可辨别液体流向。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本专利技术实施例提供的可辨别液体流向的光纤液位传感器的结构图；
[0017]图2为本专利技术实施例提供的可辨别液体流向的光纤液位传感器的剖面结构图；
[0018]图3为本专利技术实施例提供的可辨别液体流向的光纤液位传感器的另一剖面结构图；
[0019]图4为本专利技术实施例提供的可辨别液体流向的光纤液位传感器探测光束的传播路径示意图；
[0020]图5为本专利技术实施例提供的可辨别液体流向的光纤液位传感器的效果示意图；
[0021]图6为本专利技术实施例提供的可辨别液体流向的光纤液位传感器的效果示意图；
[0022]图7为本专利技术实施例提供的可辨别液体流向的光纤液位传感器的效果示意图。
具体实施方式
[0023]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施
例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
[0025]还应当理解，在本专利技术说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本专利技术。如在本专利技术说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
[0026]还应当进一步理解，在本专利技术说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
[0027]请参阅图1至图4，如图所示，一种可辨别液体流向的光纤液位传感器，包括：第一光纤跳线1、第二光纤跳线2、第一单模光纤3、第二单模光纤4、第一管状空芯光纤5及第二管状空芯光纤6；所述第一光纤跳线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可辨别液体流向的光纤液位传感器，其特征在于，包括：第一光纤跳线、第二光纤跳线、第一单模光纤、第二单模光纤、第一管状空芯光纤及第二管状空芯光纤；所述第一光纤跳线的输入端连接宽带光源，所述第一光纤跳线的输出端与所述第一单模光纤的输入端连接，所述宽带光源用于提供宽谱光，所述第一光纤跳线用于将所述宽谱光引入所述第一单模光纤，所述第一单模光纤的输出端通过所述第一管状空芯光纤与所述第二管状空芯光纤相连接，所述第二管状空芯光纤与所述第二单模光纤的输入端相连接，所述第二单模光纤的输出端与所述第二光纤跳线的输入端连接；所述第一单模光纤包括第一单模光纤纤芯和第一石英包层，所述第二单模光纤包括第二单模光纤纤芯和第二石英包层；所述第一石英包层包覆所述第一单模光纤纤芯，所述第二石英包层包覆所述第二单模光纤纤芯；所述第一管状空芯光纤包括第一空气芯及第三石英包层，所述第三石英包层包覆所述第一空气芯；所述第二管状空芯光纤包括第二空气芯及第四石英包层，所述第四石英包层包覆所述第二空气芯；所述第三石英包层形成第一径向Fabry
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Perot谐振腔，所述第四石英包层形成第二径向Fabry
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Perot谐振腔；所述宽谱光在所述第一径向Fabry

【专利技术属性】
技术研发人员：刘德军，黄梓毅，王鹏飞，闫垄，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：