[其他]一種折射率測試系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85100867
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85100867B
• 公開（公告）日: 1988-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林為干;楊淑雯;鄒景榮;葉昆琤
• 申請（專利權(quán)）人: 成都電訊工程學(xué)院
• 主分類號: G01N21/41
• 分類號: G01N21/41
• 代理公司: 成都電訊工程學(xué)院專利代理室
• 代理人: 馬新民

本發(fā)明屬于折射率測試系統(tǒng)，特別是應(yīng)用光纖傳感技術(shù)來測量折射率，以及與之相關(guān)的其它物理量，如濃度、密度。

已有的折射率測試系統(tǒng)多為光的反射、透射、偏振特性的光學(xué)儀器。如美國專利“連續(xù)折射率測試儀”（US2780131GOIN21/411957年2月5日）所披露的是利用棱鏡折射來探測折射率的，但它的缺點(diǎn)是光路復(fù)雜，測量靈敏度低，光路長期穩(wěn)定性不易保持，難于進(jìn)行生產(chǎn)在線測試。

本發(fā)明的目的是應(yīng)用光纖傳感技術(shù)為測量折射率及其它物理量提供一種包括一個(gè)結(jié)構(gòu)簡單、牢固的能適應(yīng)在較大折射率范圍內(nèi)選擇使用的、高靈敏度的反射型光纖傳感器的折射率測試系統(tǒng)。

按照本發(fā)明的目的，所提供的是具有反射型光纖傳感器的折射率測試系統(tǒng)，它是由系統(tǒng)部份、反射型光纖傳感器以及連接這兩部份的光纖或電纜所組成。用光纖或電纜進(jìn)行聯(lián)接則可取決于反射型光纖傳感器的形式，即帶有電器元件的有源的或不帶有電器元件的無源的形式。系統(tǒng)部份的本身又進(jìn)而包括驅(qū)動(dòng)電源、光源、信號處理裝置和終端設(shè)備，信號處理裝置的形式也取決于所選用的反射型光纖傳感器的類型。

按照本發(fā)明的目的，所提供的反射型光纖傳感器具有兩種不同類

本發(fā)明所提供的一種是無源的反射型光纖傳感器，它由光纖、自聚焦透鏡、棱鏡、底板和管殼所組成。光纖、自聚焦透鏡和棱鏡固定在底板上，光纖的一端與光源對接，另一端與自聚焦透鏡對接，自聚焦透鏡再與棱鏡相接，使入射光通過光纖和自聚焦透鏡后能以平行光或接近平行光束入射到棱鏡與被測媒質(zhì)所構(gòu)成的反射界面上，經(jīng)該界面反射后，其反射光束可以以兩種方式進(jìn)行接收和探測，一種是棱鏡的反射光出射面上裝有對反射光束聚焦的自聚焦透鏡，該自聚焦透鏡與系統(tǒng)中的探測器之間用光纖連接;另一種是棱鏡的反射光出射面上裝有雙折射棱鏡，使反射光分解為對其在反射角面上的入射面來定義的平行和垂直偏振的兩束光線，在雙折射棱鏡出射面外的適當(dāng)位置上裝有兩個(gè)對兩束光聚焦的自聚焦透鏡，自聚焦透鏡與系統(tǒng)中的探測器之間用光纖連接。由探測器測出的信號輸入信號處理設(shè)備和終端裝置，從而獲得所測物質(zhì)的折射率，或其它與之相關(guān)的物理量，如濃度、密度。

本發(fā)明提供的另一種是有源的反射型光纖傳感器，它與前者的差異之一在于由棱鏡（或雙折射棱鏡）的出射端直接耦合一個(gè)光電探測器，從而省去了由棱鏡（或雙折射棱鏡）到光電信號探測器之間的自聚焦透鏡和光纖，由光電探測器輸出的信號經(jīng)前置放大器輸入信號處理設(shè)備的其余部份和終端裝置，從而獲得所測物質(zhì)的折射率或與之相關(guān)的物理量，如濃度、密度;第二個(gè)差異在于前者光電探測器和前置放大器是在系統(tǒng)部份內(nèi)，而在此則屬于反射型光纖傳感器的一部份，這樣做的目的在于提高信號強(qiáng)度，提高信噪比、便于遙測。

上述不同形式的反射型光纖傳感器，隨制作和使用條件不同而各有特色，但它們共同的優(yōu)點(diǎn)是，能做得結(jié)構(gòu)簡單，緊湊、牢固體積小，結(jié)構(gòu)形狀適應(yīng)性大，靈敏度高，既克服了常規(guī)光學(xué)儀器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜龐大，靈活性差的缺點(diǎn)，又克服了現(xiàn)有光纖傳感器的靈敏度低，結(jié)構(gòu)不大牢固的缺點(diǎn)。對用于生產(chǎn)中進(jìn)行遙測與控制系統(tǒng)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)連續(xù)監(jiān)控，有更大的靈活性和優(yōu)越性。

發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)由以下的實(shí)施例及其附圖給出。

圖1是具有反射型光纖傳感器的折射率測試系統(tǒng)的方框圖。

圖2是無源的反射型光纖傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。

圖3是無源的反射型光纖傳感器的另一種形式的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。

圖4是有源的反射型光纖傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。

圖5是有源的反射型光纖傳感器的另一種形式的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。

圖6、7為不同結(jié)構(gòu)形式棱鏡的橫截面圖。

圖1方框圖中，1代表驅(qū)動(dòng)電源，2是光源，3是光纖，4是反射型光纖傳感器，5是光纖或電纜（對第一種方案為光纖，第二種方案為電纜），6是信號處理設(shè)備（對第二種方案不包括光電探測器和前置放大器），7是終端設(shè)備。