[實用新型]一種傾斜光纖光柵濃度測量儀

有效

• 申請號: 201822213811.6
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN209231199U
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 胡學浩
• 申請（專利權）人: 重慶世紀之光科技實業有限公司
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25
• 代理公司: 北京元本知識產權代理事務所 11308
• 代理人: 熊傳亞

本實用新型公開了一種傾斜光纖光柵濃度測量儀，其通過將采用塑料光纖制作的傾斜光纖光柵傳感器，并將其封裝于反應腔體內，減小了待測溶液產生的壓力對傾斜光纖光柵傳感器的干擾影響，提高了測量的精度和可靠性，并且，由于塑料光纖制作工藝成熟，價格要比玻璃光纖低，成本相對較低，且塑料光纖作為傳感器還具有高彈性應變極限、高斷裂韌性、高彎曲柔韌性以及對應變和溫度的非常敏感的特點。

技術領域

本實用新型涉及光纖傳感領域，具體涉及一種傾斜光纖光柵濃度測量儀。

背景技術

溶液濃度作為日常生活中一個重要的物理量，是表征溶液特性的主要參量之一，同時也是工農業生產和科學研究實驗中一項重要的計量參數。物質的許多物理和化學性質均易受濃度的影響，濃度過高或者過低都會對產品的質量產生影響。因此，對溶液濃度的測量與控制在化工、冶金、造紙、食品、制糖、制藥等行業中有著廣泛的應用，是保證產品質量的重要技術手段。

有關溶液濃度測量的方法和儀器有很多，在化學方面可以通過化學反應法測濃度，在物理方面可以利用光學或電學方法測量。由于溶液的濃度與許多物理量都存在依賴關系，如密度、電導率、折射率等，因此原則上可用其中一個物理量的變化來表征濃度的變化。利用溶液的折射率來測量濃度是一種比較常用的方法，同化學方法相比，折射率方法不需考慮各種反應條件，適用范圍更廣；與電學測量方法相比，它既簡單廉價，測量精度高；另外采用光學折射率傳感方法進行溶液濃度的檢測具有簡便快捷、不受電磁干擾的特點。

根據光學測量原理可以將折射率的測量方法大致歸納為三類：幾何光學法、波動光學法和光纖傳感法，光纖傳感法為溶液折射率測量與控制提供一種較為實用的測試手段；光纖光柵濃度傳感器是基于光纖傳感法的溶液濃度測試系統。該測量方法不僅具有不受電磁干擾、靈敏度高、質量輕、體積小、耐高溫高壓腐蝕、可遠距離遙測監控等特點，成為傳感器技術領域發展的主流方向之一。

目前常用的利用光纖光柵傳感器進行濃度測量的方法主要有以下三類：鍍膜光纖光柵濃度測量法、長周期光纖光柵(Long Period Fiber Grating，簡稱LPFG)濃度測量法和傾斜光纖光柵(Tilted Fiber Bragg Grating,簡稱TFBG)濃度測量法，其中，鍍膜光纖光柵降低了光柵本身的機械強度，而長周期光纖光柵有著內在的溫度交叉敏感效應，在極易受到外界溫度影響的環境里，降低了它的廣泛應用性。因此，一定程度上限制了其應用范圍。而傾斜光纖光柵避免了二者的缺點又同時具有二者的優點。

目前，傾斜光纖光柵大多是采用二氧化硅制成的FBG光學傳感器即光纖布拉格光柵傳感器，如專利號為200910228965.5發明名稱為“一種傾斜光纖光柵液位變化測量儀”的中國專利，該測量儀中的傾斜光纖光柵是利用相位掩模側面輻射技術、在寫制過程中將模板傾斜并通過準分子激光紫外寫入載氫的單模光纖中制得；傾斜光纖光柵位于被測容器的液面處且傾斜光纖光柵的上端一定伸出被測容器的液面。

然而，眾所周知，二氧化硅光纖價格較為昂貴，且由于光纖光柵位于被測容器的液面，待測溶液產生的壓力對其測量精度和可靠性造成一定干擾影響，從而使得其測量精度和可靠性降低。

實用新型內容

針對上述存在的技術問題，本實用新型提供一種傾斜光纖光柵濃度測量儀。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為：

一種傾斜光纖光柵濃度測量儀,包括光源發生器、反應槽和光譜分析儀，還包括可設置在所述反應槽內的反應腔體，所述反應腔體內置有TFBG傳感器，所述TFBG傳感器的兩端分別通過輸入光纖和輸出光纖與所述光源發生器和所述光譜分析儀相連，其中，所述TFBG傳感器為采用塑料光纖制作的。

進一步，所述TFBG傳感器的兩端延伸出所述反應腔體外。