[發明專利]基于有限波長法的混沌介質成分濃度光學檢測裝置及方法

有效

• 申請號: 201210032207.8
• 申請日: 2012-02-14
• 公開（公告）號: CN102564983A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 蔣景英;龔啟亮;徐可欣
• 申請（專利權）人: 天津大學;天津市先石光學技術有限公司
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 杜文茹

1.一種基于有限波長法的混沌介質成分濃度光學檢測裝置，包括有光源(1)，其特征在于，所述的光源(1)通過耦合光纖測頭(2)連接混沌介質(7)，所述的混沌介質(7)又通過耦合光纖測頭(2)連接分光濾光系統(3)，所述的分光濾光系統(3)依次連接光電檢測單元(4)、單片機(5)及顯示屏(6)。

2.根據權利要求1所述的基于有限波長法的混沌介質成分濃度光學檢測裝置，其特征在于，所述的光源(1)采用氙閃光燈，用于提供波長范圍為190-1100nm的光。

3.根據權利要求1所述的基于有限波長法的混沌介質成分濃度光學檢測裝置，其特征在于，所述的分光濾光系統(3)是由半透半反棱鏡和濾光片構成分出2、4、8…2ⁿ道光的分光濾光系統。

4.根據權利要求1所述的基于有限波長法的混沌介質成分濃度光學檢測裝置，其特征在于，所述的光電檢測單元(4)是由硅光電池構成用于進行光電轉換。

5.根據權利要求1所述的基于有限波長法的混沌介質成分濃度光學檢測裝置，其特征在于，所述的耦合光纖測頭(2)由耦合光纖組成，包括有由中心向外依次設置的：用于收集傳輸光源發出的光并入射到混沌介質(7)中的耦合光纖內芯(21)、塑料隔層(22)、用于收集混沌介質(7)的反射光并把反射光傳輸到分光濾光系統(3)的耦合光纖外芯層(23)和塑料保護套(24)；實際測量時耦合光纖中入射光纖和出射光纖的相對位置是通過計算混沌介質傳輸的最佳光程長來推算出，所述最佳光程長的具體計算公式如下：

loptimum=1/ln10Σi=1nαc≈0.434Σi=1nαc]]>

其中，c為樣品成分濃度，α為比吸光系數，即波長的函數，n為溶液中物質成份個數，l_optimum為最佳光程長；在混沌介質成分檢測中，濃度變量只有一個待測成分，n取1；

最佳光程長在低濃度測量時取l_l-optimum，在高濃度測量時取l_h-optimum，所以耦合光纖入射光線直徑d1和出射光纖直徑d2及兩光纖的相對位置d的設計需滿足以下公式：

???????????d1+d2+d≤l_l-optimum，d＝l_h-optimum，

所以計算得

???????????d1+d2≤l_l-optimum-l_h-optimum。

6.根據權利要求5所述的基于有限波長法的混沌介質成分濃度光學檢測裝置，其特征在于，所述的耦合光纖外芯層(23)包括有多個均勻分布的耦合光纖外芯(26)和用于定位多個耦合光纖外芯(26)的凝膠填充物(25)。