[發明專利]一種光纖傳感液體折射率和溫度同時測量系統及測量方法

有效

• 申請號: 201810100428.1
• 申請日: 2018-02-01
• 公開（公告）號: CN108254100B
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發明（設計）人: 王東;佟敬闊;靳寶全;王云才;王宇;張明江
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32;G01N21/41;G01D5/353
• 代理公司: 14100 太原科衛專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 朱源;曹一杰

一種光纖傳感液體折射率和溫度同時測量系統及測量方法，屬于光纖傳感檢測領域。它是為了解決液體折射率和溫度同時遠距離在線測量的問題。本發明所述的一種光纖傳感液體折射率和溫度同時測量系統及測量方法，系統包括：光源(1)，波分復用器(2)、光電探測器(3)、采集卡(4)、計算機(5)、光纖恒溫槽(6)、傳感光纖(7)和傳感頭(8)。其中傳感頭僅用一根傳感光纖制作而成，包括液體折射率傳感部分和和液體溫度傳感部分，具備體積小，制作簡單，抗電磁干擾的特點，克服了現有技術中，傳感器制作復雜，測量距離短，液體折射率和溫度不能同時測量的局限。本發明適用于對液體的折射率和溫度遠距離同時在線測量需求領域。

技術領域

本發明涉及光纖傳感檢測領域，特別是涉及一種光纖傳感液體折射率和溫度同時測量系統及測量方法。

背景技術

折射率是液體介質重要的物理參數之一，在日常生產生活中的各個方面都具有著重要的地位，此外，液體介質的許多性質都可以從其折射率上得到反映，例如液體濃度、溫度、混合物成分以及PH值等。所以對于液體折射率的測量在生化分析，環境污染監測，醫療食品等領域有著廣泛的應用。折射率的測量方法有多種，其中常用的折射率測量儀器為阿貝測量儀，這種方法需要將被測物放入儀器進行測量，無法滿足遠距離在線自動化測量的要求。隨著光纖傳感技術的快速發展，光纖傳感器本身因具備體積小，耐腐蝕，抗電磁干擾等特點，采用光纖傳感的方法測量液體折射率的方法和技術漸漸受到關注。此外，由于液體折射率受液體的濃度、溫度等因素的影響，因而，只有在一定溫度下測得的折射率才有意義。因此，需要對折射率和溫度同時進行測量。

發明內容

本發明是為了解決遠距離液體折射率和溫度同時在線測量的問題，現提供一種光纖傳感液體折射率和溫度同時測量系統及測量方法。

一種光纖傳感液體折射率和溫度同時測量系統，包括：光源，波分復用器、光電探測器、采集卡、計算機、光纖恒溫槽、傳感光纖和傳感頭；

所述波分復用器有四個端口，分別為a，b，c，d端口；光源輸出的脈沖由波分復用器的a端口輸入，波分復用器的b端口通過光纖恒溫槽與傳感光纖相連接，傳感光纖另一端與浸沒在待測液體中的傳感頭相連接；波分復用器的c、d端口共同與光電探測器相連接，光電探測器的信號輸出端與采集卡的信號輸入端相連接；采集卡的信號輸出端與計算機的信號輸入端相連接；光纖恒溫槽的溫度信息通過串口傳輸至計算機；波分復用器具備濾波功能，可以將b端口輸入的由傳感頭所探測到的光濾波后得到拉曼反斯托克斯光和拉曼斯托克斯光，并分別由c，d端口輸出至光電探測器。

光源發出的脈沖光經a端口進入波分復用器，經b端口輸出傳輸至光纖恒溫槽，然后經傳感光纖傳輸至傳感頭,傳感頭浸沒在待測液體中，傳感頭探測到的信號沿傳感光纖返回，經b端口進入波分復用器，返回的信號經波分復用器濾波后得到拉曼斯托克斯光從c端口輸出，拉曼反斯托克斯光從d端口輸出，二者經光電探測器轉換為電信號后傳輸至采集卡，采集卡將采集到的信號傳輸至計算機進行液體折射率和溫度信息的解調顯示。光纖恒溫槽的溫度信息通過串口傳輸至計算機。

一種光纖傳感液體折射率和溫度同時測量系統，包括光源，波分復用器、光電探測器、采集卡、計算機、光纖恒溫槽、傳感光纖、傳感頭和多通道光開關；所述傳感光纖和傳感頭均為多個；

所述波分復用器有四個端口，分別為a，b，c，d端口；光源輸出的脈沖由波分復用器的a端口輸入，波分復用器的b端口通過光纖恒溫槽與多通道光開關相連接，多通道光開關與多個傳感光纖相連接，每個傳感光纖的另一端均連接有一個浸沒在待測液體中的傳感頭；波分復用器的c、d端口共同與光電探測器相連接，光電探測器的信號輸出端與采集卡的信號輸入端相連接；采集卡的信號輸出端與計算機的信號輸入端相連接；光纖恒溫槽的溫度信息通過串口傳輸至計算機；波分復用器具備濾波功能，可以將b端口輸入的由傳感頭所探測到的光濾波后得到拉曼反斯托克斯光和拉曼斯托克斯光，并分別由c，d端口輸出至光電探測器。