[發明專利]一種光纖隔膜傳感器及液體樣品參數的測量方法

在審

• 申請號: 202211091573.0
• 申請日: 2022-09-07
• 公開（公告）號: CN115683183A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 鐘年丙;姚建南;李林洋;楊春林;鐘登杰;常海星;湯斌;李銳
• 申請（專利權）人: 重慶理工大學
• 主分類號: G01D5/353
• 分類號: G01D5/353;G01F23/292;G01K11/3206;G01L11/02
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 黃河

1.一種光纖隔膜傳感器，用于液體樣品參數的測量，其特征在于，包括樣品艙(1)以及檢測艙，所述樣品艙(1)與檢測艙之間固定連接；

所述樣品艙(1)周側壁開設有入水口(2)和出水口(3)，用于待測液體樣品的流入和流出；所述樣品艙(1)朝向檢測艙一側的側面開設有檢測口(5)；

所述檢測艙包括隔膜(6)以及第一光纖Bragg光柵(9)，所述檢測艙與大氣相連通，所述隔膜(6)貼附于樣品艙(1)開設有檢測口(5)的側面，對所述檢測口(5)形成封閉；所述第一光纖Bragg光柵(9)固定于隔膜(6)表面遠離檢測口(5)的一側；

樣品艙(1)內有液體流入時，隔膜(6)能夠產生形變并帶動第一光纖Bragg光柵(9)產生應變。

2.根據權利要求1所述的光纖隔膜傳感器，其特征在于，所述檢測艙還包括固定板(13)，所述固定板(13)與隔膜(6)遠離樣品艙(1)的一側固定連接，所述固定板(13)上固定有第二光纖Bragg光柵(12)。

3.根據權利要求2所述的光纖隔膜傳感器，其特征在于，所述第一光纖Bragg光柵包括對應于隔膜(6)位置處的第一光柵區(20)，以及從所述隔膜(6)位置處朝向檢測艙延伸的第一尾纖區(10)；

所述第二光纖Bragg光柵包括對應于固定板(13)位置處的第二光柵區(26)，以及從所述固定板(13)位置處朝向檢測艙延伸的第二尾纖區(14)。

4.根據權利要求2所述的光纖隔膜傳感器，其特征在于，所述固定板(13)遠離隔膜(6)的一側固定有一恒壓艙(16)，所述恒壓艙(16)朝向固定板(13)的一側開設有導纖孔(15)，所述恒壓艙(16)頂部安裝有用于恒壓艙(16)內部與外部大氣連通的導管(17)，所述第一尾纖區(10)自由端和第二尾纖區(14)自由端從導管(17)中穿出。

5.根據權利要求2所述的光纖隔膜傳感器，其特征在于，所述隔膜(6)上對應于檢測口(5)且遠離檢測口(5)的一側開設有第一安裝槽(8)，第一光纖Bragg光柵(9)固定于第一安裝槽(8)，并使第一光柵區(20)位于第一安裝槽(8)內；所述固定板(13)上遠離隔膜(6)的一側開設有第二安裝槽(11)，第二光纖Bragg光柵(12)固定于第二安裝槽(11)，并使第二光柵區(26)位于第一安裝槽(8)內。

6.根據權利要求2所述的光纖隔膜傳感器，其特征在于，所述固定板(13)上與檢測口(5)對應的位置處開設有預留變形口(19)。

7.根據權利要求1所述的光纖隔膜傳感器，其特征在于，所述樣品艙(1)檢測口(5)的形狀為橢圓形，且橢圓形的長軸與第一光纖Bragg光柵(9)的安裝方向平行。

8.一種液體樣品參數的測量方法，利用如權利要求1所述一種光纖隔膜傳感器，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、建立光纖隔膜傳感器靈敏度系數與待測液體樣品參數之間的數學模型；

步驟2、通過實驗確定光纖隔膜傳感器靈敏度系數K_L、K_T,1、K_T,2以及K_P，獲得第一光纖Bragg光柵和第二光纖Bragg光柵的Bragg波長變化值與待測液體樣品參數之間的關系式；

步驟3、將樣品艙置于待測液體樣品中；

步驟4、獲取第一光纖Bragg光柵和第二光纖Bragg光柵的Bragg波長變化值；

步驟5、代入步驟1中的數學模型中，得到待測液體樣品參數值。