[發(fā)明專利]一種溶解氧光纖傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711481838.7
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108458997B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙賢德;董大明;鄭文剛;矯雷子;田宏武
• 申請（專利權(quán)）人: 北京農(nóng)業(yè)智能裝備技術(shù)研究中心
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

1.一種溶解氧光纖傳感器，其特征在于，包括光纖探頭和集成在手持式外殼中的光源、光源驅(qū)動(dòng)模塊、光電轉(zhuǎn)換模塊、信號調(diào)理模塊、溫度補(bǔ)償模塊、數(shù)據(jù)計(jì)算模塊和顯示模塊；

所述光纖探頭的一端與所述手持式外殼連接，所述光纖探頭的另一端集成有能夠激發(fā)出熒光的敏感單元，所述敏感單元的前端固定有防護(hù)頭，所述防護(hù)頭的內(nèi)部集成有溫度傳感器，所述溫度傳感器通過金屬導(dǎo)線與所述溫度補(bǔ)償模塊相連；

所述光纖探頭內(nèi)包括發(fā)射光纖和接收光纖，所述發(fā)射光纖作為所述光源的導(dǎo)光通道，用于將所述光源發(fā)出的光引導(dǎo)至所述敏感單元，所述接收光纖作為熒光的導(dǎo)光通道，用于將敏感單元激發(fā)出的熒光引導(dǎo)至所述光電轉(zhuǎn)換模塊；

所述光源與所述光源驅(qū)動(dòng)模塊連接，所述光電轉(zhuǎn)換模塊與所述信號調(diào)理模塊連接，所述溫度補(bǔ)償模塊和信號調(diào)理模塊均與所述數(shù)據(jù)計(jì)算模塊連接，所述數(shù)據(jù)計(jì)算模塊用于對所述信號調(diào)理模塊處理后的熒光信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換和計(jì)算，并根據(jù)溫度補(bǔ)償模塊的輸出對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行校正，得到準(zhǔn)確的溶解氧濃度值，并在所述顯示模塊上顯示；

所述敏感單元的表面經(jīng)過腐蝕處理為粗糙表面，并在所述粗糙表面鍍有一層熒光敏感膜，并將敏感單元完全包裹起來；

所述發(fā)射光纖的前端略深入所述敏感單元內(nèi)部，所述發(fā)射光纖的前端設(shè)為球形，形成發(fā)散透鏡，用于將所述發(fā)射光纖傳過來的光發(fā)散到所述敏感單元的內(nèi)壁；

所述防護(hù)頭的頂部與所述敏感單元之間固定有一凹面反射鏡，用于將熒光匯聚到所述接收光纖的前端；

所述接收光纖的前端設(shè)有固定在所述敏感單元上的透鏡，用于將所述凹面反射鏡反射來的光轉(zhuǎn)成平行光。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溶解氧光纖傳感器，其特征在于，所述手持式外殼中還設(shè)有用于為整個(gè)系統(tǒng)供電的電池和電源管理模塊。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溶解氧光纖傳感器，其特征在于，在所述粗糙表面還腐蝕出等間距排布的多個(gè)環(huán)形凹槽。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溶解氧光纖傳感器，其特征在于，所述接收光纖的前端和所述透鏡的上表面均鍍有濾光膜，用以選擇性地通過特定波段的光。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溶解氧光纖傳感器，其特征在于，所述光纖探頭的前端設(shè)有加強(qiáng)自身強(qiáng)度同時(shí)保護(hù)所述熒光敏感膜的保護(hù)外殼；

所述保護(hù)外殼為金屬網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的溶解氧光纖傳感器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)計(jì)算模塊內(nèi)置有溫度補(bǔ)償算法模塊和溶解氧擬合算法模塊，用于計(jì)算得到當(dāng)前被測位置的溶解氧濃度。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的溶解氧光纖傳感器，其特征在于，所述防護(hù)頭為圓錐形金屬防護(hù)頭；

所述光纖探頭為一根雙芯或多芯光纖。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的溶解氧光纖傳感器，其特征在于，所述敏感單元為由透光材料制成的柱體，所述柱體的直徑與所述光纖探頭的直徑相一致。