[發明專利]一種測量液體表面張力的光纖傳感器

在審

• 申請號: 201811434358.X
• 申請日: 2018-11-28
• 公開（公告）號: CN109253950A
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 沈常宇;宮佳琦;肖亦可
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G01N13/02
• 分類號: G01N13/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種測量液體表面張力的光纖傳感器，由光源，偏振控制器，傳輸光纖，光纖環形器，傳感器，載玻片，升降臺，圖像處理系統和光譜儀組成，光源和偏振控制器連接，然后通過傳輸光纖連接于光纖環形器的左端，光纖環形器的右端與傳感器連接，下端與光譜儀連接。升降臺上放置載玻片置于傳感器下。光源發出的光用過偏振控制器后經過傳輸光纖至傳感器的左端，傳感器由TFBG，細芯光纖和FBG組成，載玻片上滴有液體，通過升降臺的調節使傳感器浸入液體中，傳感器與液體接觸，傳感器表面與液體的接觸角逐漸變化，導致有效折射率改變，導致光譜儀測得反射光譜發生變化，從而測量液體的表面張力大小。

技術領域

本發明屬于光纖傳感技術領域，具體涉及一種測量液體表面張力的光纖傳感器。

背景技術

液體的表面張力和表面處的分子動力學在工程，生物化學，電化學和色譜等多個領域中都有非常重要的應用，但在光纖傳感領域，有關表面張力的測量應用較為少見。

當入射光傳輸至TFBG傾斜的光柵面時，激發出大量的沿反向傳輸的包層模，能夠與外界環境產生強烈的作用，對外界折射率、溫度等環境的變化非常敏感，因此，TFBG在一些傳感方面具有獨特的優勢。

細芯光纖比常規的單模光纖的纖芯直徑小，使得細芯光纖與單模光纖的纖芯直徑不匹配，常用于馬赫-增德爾干涉儀結構（MZI）中，同時使用細芯光纖成本較低，便于攜帶，結構簡單，靈敏度高。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種測量液體表面張力的光纖傳感器，待測液體表面張力的變化改變透射光譜中信號強度，該結構簡單，容易實現。

本發明通過以下技術方案實現：一種測量液體表面張力的光纖傳感器，由光源（1），偏振控制器（2），傳輸光纖（3），光纖環形器（4），傳感器（5），載玻片（6），升降臺（7），圖像處理系統（8）和光譜儀（9）組成，其特征在于：光源（1）和偏振控制器（2）相互連接，然后通過傳輸光纖（3）連接于光纖環形器（4）的左端，光纖環形器（4）的下端與光譜儀（9）相連，光纖環形器（4）右端與傳感器（5）的左端相連，升降臺（7）上放置載玻片（6）置于傳感器（5）下，圖像處理系統（8）置于升降臺（7）上與載玻片（6）相對。

所述的傳感器（5）由TFBG（10），細芯光纖（11）和FBG（12）組成，所述的TFBG（10）和FBG（12）由單模光纖刻成，長度均為1cm，單模光纖的型號為康寧SMF-28；所述的細芯光纖長度為2cm，纖芯直徑為3μm；所述的光譜儀（9），采用的型號為Agilent，86142B。

所述的圖像處理系統（8）對準載玻片拍照后直接測量出角度。