[發明專利]一種光纖式液體折射率檢測池的制作方法

在審

• 申請號: 201410522698.3
• 申請日: 2014-10-08
• 公開（公告）號: CN104266972A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 趙勇;吳迪
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G01N21/41
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種光纖式液體折射率檢測池的制作方法，屬于折射率檢測設備領域。

背景技術

折射率是液體的基本屬性之一，精確地測量液體折射率在工業處理和生化分析等領域顯得至關重要。測量液體折射率有很多方法，和傳統的折射率傳感器相比，光纖式液體折射率傳感器有諸多優勢，比如高靈敏度、高集成度、可在強電磁干擾的惡劣環境下工作等。

然而，現有文獻關于光纖式液體折射率的測量方案中，對于待測液體與光纖傳感區域的相互作用方式及光路的固定方法仍存在很多需要改進的地方，例如文獻（紀玉申,?付廣偉,?付興虎,?等.?“熔融拉錐型光子晶體光纖馬赫-曾德爾干涉儀傳感特性,”?光學學報,?2013,?33(10):?51-55.）中，作者將錐形光子晶體光纖放在培養皿里，每次加入不同濃度的待測溶液直至錐形傳感區域完全浸沒到溶液中，然后每次測量之前都用蒸餾水對錐區進行清潔并烘干。其不足在于：光路不夠穩定，每次清潔和烘干時容易造成光路的改變，影響信號的準確性。而且錐區很脆弱，反復的清洗容易使其斷開。2014年，畢衛紅等利用熔融拉錐的光子晶體光纖構成馬赫增德爾干涉儀實現液體折射率傳感（畢衛紅,?申遠,?劉強,?等.?“直接熔融塌陷光子晶體光纖馬赫曾德爾干涉儀的折射率傳感特性,”?中國激光,?2014,?41(5):?505008.），測量時熔融的光子晶體光纖被粘貼固定在載玻片上，每次測量完畢后用蒸餾水洗凈，并用脫脂藥棉將清水吸干。該方法和上述方法相比，改進之處在于：提高了光路的穩定性，但是脫脂棉仍然容易使脆弱的錐區斷開。

發明內容

（一）要解決的技術問題

本發明的主要目的在于克服已有技術的不足之處，提出了一種結構簡單、便于生產的光纖式液體折射率檢測池及其制作方法，該制作方法利用PDMS檢測池的良好可修飾特性，使折射率檢測可以獲得現有技術中無法達到的光路穩定性和信號的準確性。

（二）技術方案

為了達到上述目的，本發明提出一種光纖式液體折射率檢測池的制作方法，該光纖式液體折射率檢測池采用聚二甲基硅氧烷制作，PDMS是一種硅橡膠，有良好的可修飾特性。用PDMS來制作檢測池，具有成本低，設計靈活，制作工藝簡單且可通過模具澆鑄進行大批量生產等優點。

光纖式液體折射率檢測池的結構為在池體1上表面開設光纖槽2和檢測池3，池體1側壁開設有與檢測池3相通的待測液進液通道4、蒸餾水進液通道5和排液通道6，三個點膠針7的一端分別插入上述三個通道，另一端外接泵管8可與注射器相連。

本發明還提供了一種光纖式液體折射率檢測池的制作方法，包括以下步驟：

①在矩形模具側壁上打孔，插入直徑在0.45至0.5mm之間的不銹鋼絲，制成所需要的通道布局：待測液進液通道4、蒸餾水進液通道5和排液通道6；

②將聚二甲基硅氧烷單體和固化劑按10:1的比例混合均勻，并進行抽真空脫氣30分鐘；

③將脫氣后的聚二甲基硅氧烷澆鑄于矩形模具中，澆鑄的厚度高于池體1的高度，然后在70℃的溫度下固化2小時；

④進行冷卻、脫模；

⑤抽出不銹鋼絲形成三個通道，并在池體1上切割出光纖槽2和檢測池3，其中光纖槽2底部為半徑為1?mm的半圓形，深度為3?mm；

⑥將三個點膠針7的一端分別插入上述三個通道，另一端外接泵管8。

上述方案中，所述的待測液進液通道4和蒸餾水進液通道5在池體1的同一側，排液通道6在池體1的另一側；待測液進液通道4和蒸餾水進液通道5的中心高度一致，且高于光纖槽2的最低點，排液通道6位于檢測池3的底部。

（三）有益效果

本發明和現有技術相比，具有如下有益效果：

1)?設計采用聚二甲基硅氧烷制作光纖式液體折射率檢測池，PDMS是一種硅橡膠，具有成本低，設計靈活，制作工藝簡單且可通過模具澆鑄進行大批量生產等特點；

2)?本發明提出的光纖式液體折射率檢測池，實驗時光纖被固定于光纖槽中，待測液體裝在注射器中，連接泵管通過待測液進液通道緩緩注入檢測池直至光纖完全浸沒在待測液體中，測量不同折射率的液體時只需更換注射器即可，該方案有效的保證了實驗過程中光路的穩定性，使信號傳輸更加穩定；