[實用新型]一種基于納米金修飾細芯光纖檢測三聚氰胺含量的光纖傳感系統

有效

• 申請號: 201520488284.3
• 申請日: 2015-07-03
• 公開（公告）號: CN204832028U
• 公開（公告）日: 2015-12-02
• 發明（設計）人: 孔文;郎婷婷;卞繼城;俞文杰
• 申請（專利權）人: 中國計量學院
• 主分類號: G01N21/41
• 分類號: G01N21/41;G01N21/25
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及三聚氰胺檢測技術、細芯光纖傳感技術，利用的是細芯光纖對外界折射率敏感特性以及納米金和三聚氰胺的特異性結合。該系統結構簡單、設計合理，成本低廉、直接實時、結果有效準確等諸多優點。

背景技術

三聚氰胺(Melamine)是一種對身體有害的有機物，不可用于食品加工或食品添加物。三聚氰胺本身為低毒性，一般成年人身體會排出大部分的三聚氰胺，不過如果與三聚氰酸并用，會形成無法溶解的氰尿酸三聚氰胺，造成嚴重的腎結石。已經有報道稱，三聚氰胺在人體的消化過程中，特別是在胃酸的作用下，自身即可能部分轉化為三聚氰酸，而與未轉化部分形成結晶。

金納米顆粒可以與三聚氰胺進行結合，通過附著在細芯光纖表面的納米金顆粒與三聚氰胺結合后會導致細芯光纖表面附近折射率發生變化，根據細芯光纖對于表面附近折射率敏感的特性，我們可以通過光譜儀檢測細芯光纖的光譜，進而檢測三聚氰胺的存在與否，并且判斷其濃度。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了克服上述產生的問題，滿足人們的需求，提出一種基于納米金修飾細芯光纖檢測三聚氰胺含量的光纖傳感系統，該系統結構簡單、設計合理，成本低廉、直接實時、結果有效準確。

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是：一種基于納米金修飾細芯光纖檢測三聚氰胺含量的光纖傳感系統，由寬帶光源、輸入單模光纖、細芯光纖、輸出單模光纖、光譜儀組成。本實用新型先使用硅烷偶聯劑在細芯光纖端面修飾上納米金顆粒，當細芯光纖浸入到含有三聚氰胺的液體中時，納米金會與三聚氰胺進行結合，引起細芯光纖表面附近折射率的變化。從寬帶光源出來的入射光經不同濃度的三聚氰胺溶液接觸的細芯光纖后，透射光譜的諧振波長會發生變化，再通過觀察光譜儀上的透射光譜諧振波長值，擬合計算出諧振波長值與三聚氰胺濃度的關系，則通過諧振波長值就可以實現檢測被測三聚氰胺濃度的目的。

諧振波長值應滿足以下條件：

2π[nco(λ)-nclj(λ,next)]gLλD=(2k+1)π]]>

其中c_co(λ)表示纖芯有效折射率，，和入射光波長有關，且不隨外界液體折射率變化而變化；表示包層第j階模式的有效折射率，與入射光波長和外界液體折射率均有關；n_ext表示外界折射率，與附著在納米金上的三聚氰胺的量有關；L表示細芯光纖的長度；λ_D表示干涉信號的峰值波長，對應式中透射光譜某個波峰處的波長。由上式可推導出峰值波長隨外界液體折射率變化而變化的關系式