[發明專利]一種實時監測流水溫度和折射率的裝置

有效

• 申請號: 201410199137.4
• 申請日: 2014-05-12
• 公開（公告）號: CN103983305A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 白梅;陶衛東;何如雙;王乾龍;張斌;錢夢;張玲芬
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務所(普通合伙) 33226
• 代理人: 周玨

1.一種實時監測流水溫度和折射率的裝置，其特征在于包括水槽、水泵、光纖光柵傳感器、ASE光源和光纖光譜儀，所述的光纖光柵傳感器由雙層保護套管及刻有對溫度和折射率敏感的級聯光纖光柵的單模光纖組成，所述的雙層保護套管的上部設置有進水管和出水管，所述的單模光纖同軸貫穿設置于所述的雙層保護套管上，所述的單模光纖位于所述的雙層保護套管內的部分完全密封于所述的雙層保護套管內，且要求從所述的進水管進入的流水流經所述的級聯光纖光柵后從所述的出水管流出，所述的水槽與所述的水泵的進水端連接，所述的水泵的出水端與所述的進水管連接，所述的出水管與所述的水槽連接，所述的ASE光源的輸出端與所述的單模光纖外露于所述的雙層保護套管的頂部外的上端連接，所述的單模光纖外露于所述的雙層保護套管的底部外的下端與所述的光纖光譜儀的輸入端連接。

2.根據權利要求1所述的一種實時監測流水溫度和折射率的裝置，其特征在于所述的雙層保護套管包括同軸設置的兩端封閉的外保護管和兩端封閉的內保護管，所述的外保護管的上部設置有外管進水口和外管出水口，所述的進水管連接于所述的外管進水口上，所述的內保護管的下部且靠近所述的內保護管的底部沿周向設置有多個內管進水口，所述的內管進水口連通所述的外保護管的內腔與所述的內保護管的內腔，所述的內保護管的上部設置有內管出水口，所述的出水管連接于所述的內管出水口與所述的外管出水口上，所述的單模光纖同軸穿過所述的外保護管的頂部、所述的內保護管的頂部、所述的內保護管的底部、所述的外保護管的底部，且使所述的單模光纖的上端外露于所述的外保護管的頂部外，所述的單模光纖的下端外露于所述的外保護管的底部外。

3.根據權利要求2所述的一種實時監測流水溫度和折射率的裝置，其特征在于所述的外保護管的頂部設置有用于排出位于所述的外保護管內的流水中所含有的氣泡的出氣管。

4.根據權利要求2或3所述的一種實時監測流水溫度和折射率的裝置，其特征在于所述的內管進水口上覆蓋有用于阻止雜質進入所述的內保護管的金屬篩網。

5.根據權利要求4所述的一種實時監測流水溫度和折射率的裝置，其特征在于所述的單模光纖包括已剝除涂覆層的測量部分及位于所述的測量部分的一端且未剝除涂覆層的上連接部分和位于所述的測量部分的另一端且未剝除涂覆層的下連接部分，所述的測量部分上光刻有一個僅對溫度敏感的布拉格光纖光柵和一個對折射率敏感的M-Z干涉儀，所述的布拉格光纖光柵和所述的M-Z干涉儀構成所述的級聯光纖光柵，所述的測量部分上光刻有所述的布拉格光纖光柵和所述的M-Z干涉儀的部分裸光纖限制于所述的內管進水口與所述的內管出水口之間，所述的測量部分的兩端分別套設有用于保護所述的測量部分的端頭的熱縮套管，其中一個所述的熱縮套管穿過所述的雙層保護套管的頂部并與其密封連接，另一個所述的熱縮套管穿過所述的雙層保護套管的底部并與其密封連接，使所述的測量部分完全密封于所述的雙層保護套管內，所述的上連接部分的自由端構成所述的單模光纖的上端，所述的下連接部分的自由端構成所述的單模光纖的下端。

6.根據權利要求5所述的一種實時監測流水溫度和折射率的裝置，其特征在于所述的M-Z干涉儀由一對相同的長周期光纖光柵構成，所述的布拉格光纖光柵位于兩個所述的長周期光纖光柵之間。

7.根據權利要求6所述的一種實時監測流水溫度和折射率的裝置，其特征在于所述的布拉格光纖光柵的柵區的長度為1cm，所述的長周期光纖光柵的柵區的長度為1.7cm，兩個所述的長周期光纖光柵相對一端之間的距離為3.5～4.5cm，所述的布拉格光纖光柵與其中一個所述的長周期光纖光柵相對一端之間的距離為1.5cm。

8.根據權利要求7所述的一種實時監測流水溫度和折射率的裝置，其特征在于所述的水槽通過輸水管與所述的水泵的進水端連接，所述的輸水管伸入所述的水槽內的一端上連接有用于防止不溶解的大顆粒雜質進入所述的光纖光柵傳感器中的過濾嘴。

9.根據權利要求8所述的一種實時監測流水溫度和折射率的裝置，其特征在于所述的水泵連接有用于控制水泵工作的控制模塊，所述的控制模塊包括直流電源、用于控制所述的水泵的轉速的電位器、水泵開關，所述的直流電源、所述的電位器、所述的水泵開關和所述的水泵的電動機依次電連接構成閉合回路。