[發明專利]一種光纖傳感器結構

有效

• 申請號: 200910112117.8
• 申請日: 2009-06-24
• 公開（公告）號: CN101587077A
• 公開（公告）日: 2009-11-25
• 發明（設計）人: 吳礪;陳燕平;孫朝陽;凌吉武
• 申請（專利權）人: 福州高意通訊有限公司
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G01N21/65;G02B6/26
• 代理公司: 廈門市誠得知識產權代理事務所
• 代理人: 方惠春;黃國強

技術領域

本發明涉及光學測量領域，尤其涉及利用輸入激光在光纖中產生的倏逝波激勵一種毛細管結構內的氣體或液體物質，得到的熒光光譜或拉曼光譜，再利用光譜儀進行頻譜分析，從而實現對測試氣體或者液體物質進行檢測的光纖傳感器結構。

背景技術

光纖氣體傳感器或光纖液體傳感器由于具有電絕緣性好、抗電磁干擾能力強、防爆、可遠距離長期在線測量、傳感單元結構簡單、穩定可靠、易于組成光纖傳感網絡等優點，已廣泛應用于對各種有毒和有害氣體或液體物質的探測、大氣污染和工業廢氣、工業廢水監測以及對食品和居住環境質量的檢測等。

光纖氣體傳感器或光纖液體傳感器包括光譜吸收型、熒光型、染料指示劑型、折射率變化型和倏逝波型等。其中光譜吸收型傳感器的傳感測量系統較復雜、光學元件較多、成本較高、穩定性較差；染料指示劑型傳感器易受化學反應速度限制，對環境溫度和濕度敏感，可逆性差；折射率變化型傳感器易受其它氣體影響需經常調校，其可靠性和穩定性較差；熒光型傳感器常常由于泵浦光不強而使產生的信號較弱，因而檢測系統復雜，系統成本較高；倏逝波型傳感器具有結構設計簡單、成本較低等優點，但同樣存在靈敏度不高的缺點。

發明內容

針對上述各光纖氣體傳感器或光纖液體傳感器的不足，本發明提出一種結合熒光型、拉曼型及倏逝波型原理制作光纖氣體傳感器或光纖液體傳感器。

本發明的技術方案是：

本發明的光纖傳感器結構，通過光纖輸入激光，激光在光纖中產生的倏逝波激勵其外圍的氣體或液體物質，得到的熒光或拉曼光，收集所述的熒光或拉曼光，再通過光譜儀進行頻譜分析和處理，獲得檢測結果。所述的光纖設置于毛細管套內，所述的毛細管套由3段毛細管套膠合一起而成，具體包括：

第一毛細管套(102A)，其管內為光纖的常規區段(101A)；

第二毛細管套(102B)，其管內為光纖的錐形區段(101B)；

第三毛細管套(102C)，其管內為光纖的錐形區段(101C)。

進一步的，所述的第一毛細管套(102A)和第二毛細管套(102B)的膠合處設置一導入通道(104)，所述的第一毛細管套(102A)和第三毛細管套(102C)的膠合處設置一導出通道(105)。

進一步的，所述的導入通道(104)、第一毛細管套(102A)內通道和導出通道(105)形成的管道結構內通過不斷流通的氣體或液體物質，實現流動檢測氣體或液體物質。

或者，所述的導入通道(104)、第一毛細管套(102A)內通道和導出通道(105)形成的管道結構內通入氣體或液體物質后，閉合導入通道(104)的入口密封塞(1041)以及導出通道(105)的出口密封塞(1051)，從而形成一密閉的管道結構。密封液體和氣體作為光譜標準體，實現檢測氣體或液體物質。

進一步的，所述的第二毛細管套(102B)和其管內的光纖的錐形區段(101B)的間隙填充密封膠(103)，所述的第三毛細管套(102C)和其管內的光纖的錐形區段(101C)的間隙填充密封膠(103)。防止被測液體或者氣體從第二毛細管套(102B)或第三毛細管套(102C)端泄漏。

擴展的實施方式，所述的第三毛細管套(102C)由2個斜切口的毛細管套(102C1、102C2)膠合而成，所述的膠合面鍍反射膜(S2)。該實施方式中，導出通道(105)可以設置于兩膠合斜面。

所述的第一毛細管套(102A)的管道外圍鍍反射膜(S1)。將產生的熒光或拉曼光傳播限制在第一毛細管套的管道內部，實現端面收集，可用于測量折射率高于光纖的液體。

優選的實施方式，所述的熒光或拉曼光(106)還通過一光學會聚元件(107)會聚收集，再入射進入傳輸光纖(108)至所述的光譜儀。

本發明的技術優點是可消去泵浦光對測量光影響，實現一種結構簡單又檢測靈敏的光纖氣體傳感器或光纖液體傳感器。

附圖說明

圖1是本發明的實施例一的結構示意圖；

圖2是本發明的實施例二的結構示意圖；

圖3是本發明的實施例三的結構示意圖；

圖4是本發明的實施例四的結構示意圖。

具體實施方式

現結合附圖和具體實施方式對本發明進一步說明。

本發明的光纖傳感器結構，通過光纖輸入激光，激光在光纖中產生的倏逝波激勵其外圍的氣體或液體物質，得到的熒光或拉曼光，收集所述的熒光或拉曼光，再通過光譜儀進行頻譜分析和處理，獲得檢測結果。