[發明專利]光纖溶解氧傳感頭及其制備方法

無效

• 申請號: 200710046647.8
• 申請日: 2007-09-29
• 公開（公告）號: CN101135637A
• 公開（公告）日: 2008-03-05
• 發明（設計）人: 初鳳紅;蔡海文;耿健新;方祖捷
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G01N21/00
• 分類號: G01N21/00
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司
• 代理人: 張澤純

技術領域

本發明涉及是光纖溶解氧傳感器，特別是一種用于光纖溶解氧傳感器的光纖溶解氧傳感頭及其制備方法。

背景技術

水中溶解氧(Dissolved?Oxygen，簡稱DO)是指水體中以溶解態存在的氧，是水中生長的動植物和微生物的供氧來源，對水中溶解氧濃度的測定在醫療、臨床醫學、工業處理、環境監測等領域都具有重要意義，特別在水質監測和水處理中，溶解氧是一項重要的控制指標，同時也是水環境保護、水產養殖業及海洋科學中最重要的調查參數。光纖溶解氧傳感器主要由光源、傳感頭、探測器和一些外圍電路組成。目前的傳感頭主要有以下幾種：

(1)含有敏感材料的薄膜[參見文獻1：姜德生、趙士威、韓蘊、越方禹、黃俊。一種基于熒光碎滅原理的光纖氧氣傳感器。光學學報，2003，233(3)：81]，這種傳感頭是將敏感材料涂覆于某種基底上，然后用Y分支石英光纖傳導激發光和熒光。Y分支石英光纖的總端接傳感頭，一個支端接光源，另一個支端接探測器。它的缺點是結構較復雜，需要Y分支光纖；

(2)將敏感材料直接涂覆在石英光纖的端面[參見文獻2：A.Campbell，D.Uttamchandani，Optical?dissolved?oxygen?lifetime?sensorbased?on?sol-gel?immobilization.IEE?Proc.-Sci.??Meas.Technol.2004，151(4)：291]，但是需要復雜的光學系統接收光；

(3)直接將敏感材料涂到石英光纖的側面[參見文獻3：Brian?D.MacCraith，Gerard?O’Keeffe，Aisling?K.McEvoy，Colette?M.McDonagh，Light-emitting-diode-based?oxygen?sensing?using?evanescent?waveexcitation?of?a?dye-doped?sol-gel?coating.OPTICAL?ENGINEERING1994，33(12)：3861]，但是這種傳感頭接收到的熒光信號很少，不利于探測。用以上的石英光纖做傳感頭的缺點是普通的石英光纖纖芯較細，與光源的耦合效率低；傳感頭的形狀比較單一，會影響到傳感的靈敏度；另外石英光纖易碎，可操作性差。

由于上述石英光纖傳感頭存在的缺點，因此開發高靈敏度、實現簡單的新型溶解氧傳感頭是研究中的一個熱點。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于克服上述現有技術的缺陷，提供一種一種用于光纖溶解氧傳感器的光纖溶解氧傳感頭及其制備方法，該傳感頭應具有高靈敏度、不易受外界環境干擾、結構簡單、價格低廉的特點。

將傳感頭做成特定形狀，可以提高傳感的靈敏度。采用光纖做溶解氧傳感，主要是利用倏逝波原理。對于直光纖，倏逝波可以傳輸的距離為：

dp=λ2πn1(sin2θ-sin2θc)1/2(1)]]>