【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光纤传感系统领域。
技术介绍
由于光纤的低成本、抗腐蚀、高敏感等优良特性,近年来光纤在折射率传感方面得到很大的关注并广泛运用到了生物、化学等领域。光纤折射率传感器按探测光谱主要可分为两类,透射型光纤传感器和反射型光纤传感器。相对于反射型光纤传感器,透射型光纤传感器的传感系统所占空间相对较大,限制了其在生物体内进行直接的折射率探测。对于反射型光纤传感器,通常使用光纤结合着光纤外部Fabry-Perot(FP)腔或光纤内部FP腔来探测折射率的变化;而外部FP腔,同样面临着传感头所占空间相对较大的问题。因而相较而言,基于光纤内部FP腔的传感器在折射率的传感应用方面范围更广。然而传统的基于内部FP腔的光纤传感器尽管尺寸小,距离大,由于FP腔距光纤尾端的距离较近,当测试液体时,液体除了对FP反射面的反射率产生影响外,且对光纤尾端的反射率产生影响,两者影响会发生交叉传感,从而导致光谱仪测得的反射光强对于待测液体折射率无法呈单调变化,只能在很窄的一段折射率范围内呈现单调变化,并且单调区域随着待测液体折射率的变化而发生变化。因而大大限制了基于内部FP腔的光纤传感器在折射率测量方面的应用。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有光纤传感头FP腔距光纤尾端的距离较近,进而对反射率产生影响的问题,现提供。—种光纤传感头,它包括:光纤和反射材料;所述光纤包括:光纤包层和光纤纤芯;光纤包层包裹在光纤纤芯的外侧;在光纤纤芯上开有四棱柱形的空气通道,该空气通道的截面为等腰梯形,且该等腰梯形的腰所在平面与光纤轴的夹角为45度,该等腰梯形的高等于光纤纤芯的直径,该等 ...
【技术保护点】
一种光纤传感头,其特征在于,它包括:光纤和反射材料(4‑3);所述光纤包括:光纤包层(4‑1)和光纤纤芯(4‑2);光纤包层(4‑1)包裹在光纤纤芯(4‑2)的外侧;在光纤纤芯(4‑2)上开有四棱柱形的空气通道(4‑4),该空气通道(4‑5)的截面为等腰梯形,且该等腰梯形的腰所在平面与光纤轴的夹角为45度,该等腰梯形的高等于光纤纤芯(4‑2)的直径,该等腰梯形的短底边的长度范围在10μm至20μm之间,空气通道(4‑5)的长度等于光纤的直径,该等腰梯形的短底边所对应的光纤包层(4‑1)外侧固定有反射材料(4‑3)。
【技术特征摘要】
1.一种光纤传感头,其特征在于,它包括:光纤和反射材料(4-3); 所述光纤包括:光纤包层(4-1)和光纤纤芯(4-2); 光纤包层(4-1)包裹在光纤纤芯(4-2)的外侧;在光纤纤芯(4-2)上开有四棱柱形的空气通道(4-4),该空气通道(4-5)的截面为等腰梯形,且该等腰梯形的腰所在平面与光纤轴的夹角为45度,该等腰梯形的高等于光纤纤芯(4-2)的直径,该等腰梯形的短底边的长度范围在10 μ m至20 μ m之间,空气通道(4_5)的长度等于光纤的直径,该等腰梯形的短底边所对应的光纤包层(4-1)外侧固定有反射材料(4-3)。2.根据权利要求1所述的一种光纤传感头,其特征在于,所述光纤为单模光纤。3.根据权利要求1所述的一种光纤传感头,其特征在于,所述光纤为多模光纤。4.根据权利要求1所述的一种光纤传感头,其特征在于,所述反射材料(4-3)的材料与光纤纤芯(4-2)的材料相同。5.—种测量液体折射率的光纤传感系统,其特征在于,它包括:光源(l)、3dB稱合器(2)、偏振器(3)、传感头(4)、光谱仪(5)和信号处理模块(6); 光源(I)发出的光经3dB耦合器(2 )传输至偏振器(3 )中,偏振器(3 )经该光进行调节并传输至传感头(4)中,传感头(4)将该光反射到偏振器(3)中,偏振器(3)将传感头(4)反射的光传输至3dB I禹合器(2)中,3dB I禹合器(2)将该光传输至光谱仪(5)中,光谱仪(5)的光谱信号输出端连接信号处理模块(6)的光谱信号输入端; 所述信号处理模块(6)包括以下单元: 采集光谱仪(5)中获得的反射谱在1550nm处的反射谱强度的单元; 获得空气通道(4-5)与光纤纤芯(4-2)接触面的反射率R的单元; 获得待测液体的折射率%的单元; 所述传感头(4)包括:光纤和反射材料(4-3); 所述光纤包括:光纤包层(4-1)和光纤纤芯(4-2); 光纤包层(4-1)包裹在光纤纤芯(4-2)的外侧;在光纤纤芯(4-2)上开有四棱柱形的空气通道(4-4),该空气通道(4-5)的截面为等腰梯形,且该等腰梯形的腰所在平面与光纤轴的夹角为45度,该等腰梯形的高等于光纤纤芯(4-2)的直径,该等腰梯形的短底边的长度范围在10 μ m至20 μ m之间,空气通道(4_5)的长度等于光纤的直径,该等腰梯形的短底边所对应的光纤包层(4-1)外侧设有反射材料(4-3)。6.根据权利要求5所述的一种测量液体折射率的光纤传感系统,其特征在于,所述光源(I)为高斯光源。7.一种测量液体折射率的方法,其特征在于,该方法是基于下述装置实现的, 所述装置包括:光源(l)、3dB耦合器(2)、偏振器(3)、传感头(4)和光谱仪(5); 光源(I)发出的光经3dB耦合器(2...
【专利技术属性】
技术研发人员:夏元钦,许昌,张盛,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江;23
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。