[發明專利]一種基于回音壁模式的微量液體流量計及其制作使用方法

有效

• 申請號: 201410658097.5
• 申請日: 2014-11-18
• 公開（公告）號: CN104374440B
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 龔元;龔朝陽;張明磊;饒云江
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01F1/68
• 分類號: G01F1/68
• 代理公司: 電子科技大學專利中心51203
• 代理人: 李明光

1.一種基于回音壁模式的微量液體流量計，包括毛細管(1)、微光纖(2)、光纖錐(3)、掃描激光器(4)、光譜分析儀(5)、泵浦激光器(6)，其特征在于，所述光纖錐(3)的錐尖伸入毛細管(1)內部且不與毛細管(1)的內壁接觸，光纖錐(3)的另一端與泵浦激光器(6)相連，毛細管(1)的遠離光纖錐(3)的一端是待測液體流入端；所述微光纖(2)的兩端分別與掃描激光器(4)和光譜分析儀(5)連接；所述微光纖(2)與毛細管(1)的外管壁接觸且兩者相互垂直。

2.根據權利要求1所述的基于回音壁模式的微量液體流量計，其特征在于，還包括三維位移平臺(7、8、9)和載物平臺(10)；所述微光纖(2)固定于三維位移平臺(7、8)上，所述毛細管(1)固定于載物平臺(10)上，所述光纖錐(3)固定于三維位移平臺(9)上；通過調整三維位移平臺(7、8)可調節所述微光纖(2)與毛細管(1)的相對位置，通過調整三維位移平臺(9)可調節所述光纖錐(3)深入至毛細管(1)的深度。

3.根據權利要求1所述的基于回音壁模式的微量液體流量計，其特征在于，所述光纖錐(3)的錐尖伸入至毛細管(1)內0.5cm處。

4.根據權利要求1所述的基于回音壁模式的微量液體流量計，其特征在于，所述微光纖(2)與毛細管(1)外壁的接觸點距離所述光纖錐(3)的錐尖30μm。

5.根據權利要求3或4所述的基于回音壁模式的微量液體流量計，其特征在于，所述毛細管(1)的管壁厚度為4～11μm。

6.如權利要求1所述的基于回音壁模式的微量液體流量計的使用方法，包括以下步驟：

步驟一：打開掃描激光器(4)和光譜分析儀(5)，泵浦激光器(6)處于關閉狀態；微量液體以指定流量流經毛細管(1)，從光譜分析儀(5)上可得到微光纖透射譜中明顯的吸收峰，選定其中一個吸收峰，記錄其光譜位置；

步驟二：打開泵浦激光器(6)，記錄光譜分析儀(5)上步驟一選定的吸收峰當前的光譜位置，計算該吸收峰在泵浦激光器(6)由關閉轉向接通后的光譜漂移量；

步驟三：指定微量液體以不同的流速流經毛細玻璃管(1)，并按照步驟一與步驟二的處理過程得到該液體在不同流量時同一吸收峰的光譜漂移量，由此得到微量液體流量與所述吸收峰的光譜漂移量之間的關系曲線；

步驟四：步驟一至步驟三完成了對待測微量液體流量的標定；針對要測量其流量的微量液體，按照步驟一和步驟二的方法計算當前同一吸收峰的光譜漂移量，在步驟三所得的該液體的流量與所述吸收峰的光譜漂移量的關系曲線上找出與本步驟所得光譜漂移量相應的液體流量值，該液體流量值即為微量液體的瞬時流量值。

7.如權利要求1所述的基于回音壁模式的微量液體流量計的制作方法，包括以下步驟：

步驟一：采用化學腐蝕的方法將毛細管壁厚度腐蝕至4～11μm，得到可激發回音壁模式的毛細管(1)，將其固定于載物平臺(10)上；

步驟二：采用熔融拉錐的方法將普通單模光纖拉至直徑為3μm的微光纖(2)，并將微光纖(2)固定于三維位移平臺(7、8)上；

步驟三：采用熔融拉錐的方法將普通單模光纖拉至直徑為10～20μm的光纖錐(3)，并將其固定于三維位移平臺(9)上；

步驟四：調節三維位移平臺(9)，使光纖錐(3)的錐尖伸入毛細管(1)內且不與毛細管(1)的內壁接觸；

步驟五：調節三維位移平臺(7、8)使微光纖(2)移動至使其外壁與毛細管(1)外壁以垂直方式相接觸。