一種強(qiáng)度解調(diào)型光纖折射率計(jì)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種折射率計(jì)，尤其涉及一種強(qiáng)度解調(diào)型光纖折射率計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]折射率測(cè)量在現(xiàn)代工業(yè)、化學(xué)、食品等領(lǐng)域中十分重要，是一種使用多、要求高的物理量測(cè)量。液體的折射率測(cè)量，是食品生產(chǎn)中常用的工藝控制指標(biāo)，根據(jù)液體折射率的變化，獲知液體濃度或成分的變化，所以液體的折射率測(cè)量是探知液體的一種重要手段。
[0003]用光纖折射率計(jì)測(cè)量液體折射率的方法很多，例如基于光纖端面回波的強(qiáng)度解調(diào)型光纖折射率計(jì)；基于光纖表面等離子體共振效應(yīng)的光纖液體折射率計(jì)；基于模式干涉的雙長(zhǎng)周期光纖光柵級(jí)聯(lián)液體折射率傳感器；這些方法有相應(yīng)的缺點(diǎn)，基于端面回波的強(qiáng)度解調(diào)，其靈敏度太低，基于光纖表面等離子共振效應(yīng)的光纖液體折射率計(jì)，其制作工藝復(fù)雜、成本高，基于模式干涉的雙長(zhǎng)周期光纖光柵級(jí)聯(lián)液體折射率傳感器，需要利用光譜儀測(cè)量其透射光譜的波峰漂移，這種波長(zhǎng)解調(diào)的方法增加了整個(gè)系統(tǒng)的成本，并且體積太大不利于攜帶。因此，這些傳感器在實(shí)際運(yùn)用中受到了一定的限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種強(qiáng)度解調(diào)型光纖折射率計(jì)，該光纖折射率計(jì)具有成本低、靈敏度高，便于集成、方便攜帶等優(yōu)點(diǎn)。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:一種強(qiáng)度解調(diào)型光纖折射率計(jì)，包括寬帶光源(I)、第一單模光纖(2-1)、第二單模光纖(2-2)、多模光纖(2-3)、光電探測(cè)器(3)、A/D轉(zhuǎn)換模塊(4)、單片機(jī)(5)。寬帶光源(I)的輸出端與第一單模光纖(2-1)的左端連接，第一單模光纖(2-1)的右端與第二單模光纖(2-2)的左端通過(guò)光纖大錯(cuò)位熔接結(jié)構(gòu)連接，第二單模光纖(2-2)的右端與多模光纖(2-3)的左端連接，多模光纖(2-3)的右端與光電探測(cè)器(3)的輸入端連接，光電探測(cè)器(3)的輸出端與Α/D轉(zhuǎn)換模塊(4)的輸入端連接，Α/D轉(zhuǎn)換模塊(4)的輸出端與單片機(jī)(5)的輸入端連接。
[0006]所述的寬帶光源⑴波長(zhǎng)范圍為1500-1600nm。
[0007]所述的第二單模光纖(2-2)長(zhǎng)度為10-20mm，纖芯直徑為8-10μπι，包層直徑為125 μ m0
[0008]所述的光纖大錯(cuò)位熔接結(jié)構(gòu)，徑向錯(cuò)位距離為63 μ mo
[0009]所述的多模光纖(2-3)長(zhǎng)度為10-20mm，纖芯直徑為80-105 μπι，包層直徑為125 μ m0
[0010]本實(shí)用新型所具有的有益效果為:
[0011]1.用光電探測(cè)器接收到的光強(qiáng)來(lái)解調(diào)出折射率的大小，解調(diào)方法簡(jiǎn)單，成本低。
[0012]2.傳感頭采用單模-單模-多模光纖結(jié)構(gòu)，制作簡(jiǎn)單，靈敏度高。
[0013]3.體積小，便于集成，方便攜帶，適合戶(hù)外測(cè)量。
【附圖說(shuō)明】
[0014]下面結(jié)合附圖及其【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0015]圖1為本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)測(cè)量裝置圖。
[0016]圖中，I為寬帶光源；2_1為第一單模光纖'2-2為第二單模光纖；2_3為多模光纖；3為光電探測(cè)器；4為Α/D轉(zhuǎn)換模塊；5為單片機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0017]圖1中，一種強(qiáng)度解調(diào)型光纖折射率計(jì)，包括寬帶光源1、第一單模光纖2-1、第二單模光纖2-2、多模光纖2-3、光電探測(cè)器3、Α/D轉(zhuǎn)換模塊4、單片機(jī)5。寬帶光源I的輸出端與第一單模光纖2-1的左端連接，第一單模光纖2-1的右端與第二單模光纖2-2的左端通過(guò)光纖大錯(cuò)位熔接結(jié)構(gòu)連接，第二單模光纖2-2的右端與多模光纖2-3的左端連接，多模光纖2-3的右端與光電探測(cè)器3的輸入端連接，光電探測(cè)器3的輸出端與Α/D轉(zhuǎn)換模塊4的輸入端連接，Α/D轉(zhuǎn)換模塊4的輸出端與單片機(jī)5的輸入端連接。
[0018]其工作方式為:寬帶光源I發(fā)出的寬帶光輸入第一單模光纖2-1中以基模的形式傳播，光能量被束縛在纖芯內(nèi)，光經(jīng)過(guò)第一單模光纖2-1傳輸?shù)降诙文９饫w2-2時(shí)，由于光纖大錯(cuò)位熔接結(jié)構(gòu)導(dǎo)致模場(chǎng)直徑不匹配，一部分光注入周?chē)慕橘|(zhì)中，另一部分光注入第二單模光纖2-2的包層，激發(fā)包層模在第二單模光纖2-2的包層中傳輸，包層中的光從第二段單模光纖2-2輸出后進(jìn)入多模光纖2-3的纖芯，多模光纖2-3輸出的光輸入光電探測(cè)器3，光電探測(cè)器3輸出與輸入光強(qiáng)相對(duì)應(yīng)的電壓，光電探測(cè)器3的輸出電壓由Α/D轉(zhuǎn)換模塊4轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸出，并進(jìn)入單片機(jī)5進(jìn)行處理。當(dāng)?shù)诙文９饫w2-2周?chē)橘|(zhì)的折射率發(fā)生變化時(shí)，在光纖大錯(cuò)位熔接結(jié)構(gòu)處光耦合進(jìn)入第二單模光纖2-2包層中的光強(qiáng)會(huì)隨之改變，導(dǎo)致多模光纖2-3的輸出光強(qiáng)也隨之改變，從而改變光電探測(cè)器3的輸出電壓，并改變?chǔ)?D轉(zhuǎn)換模塊4的輸出信號(hào)，單片機(jī)5根據(jù)預(yù)先標(biāo)定的光強(qiáng)-折射率對(duì)應(yīng)關(guān)系計(jì)算出介質(zhì)折射率，該裝置正是通過(guò)監(jiān)測(cè)光電探測(cè)器接收光強(qiáng)的大小來(lái)測(cè)量周?chē)橘|(zhì)折射率的值。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種強(qiáng)度解調(diào)型光纖折射率計(jì)，包括寬帶光源(I)、第一單模光纖(2-1)、第二單模光纖(2-2)、多模光纖(2-3)、光電探測(cè)器(3)、A/D轉(zhuǎn)換模塊(4)、單片機(jī)(5);寬帶光源(I)的輸出端與第一單模光纖(2-1)的左端連接，多模光纖(2-3)的右端與光電探測(cè)器(3)的輸入端連接，光電探測(cè)器(3)的輸出端與Α/D轉(zhuǎn)換模塊(4)的輸入端連接，Α/D轉(zhuǎn)換模塊(4)的輸出端與單片機(jī)(5)的輸入端連接；其特征在于，所述的第一單模光纖(2-1)的右端與第二單模光纖(2-2)的左端通過(guò)光纖大錯(cuò)位熔接結(jié)構(gòu)連接，第二單模光纖(2-2)的右端與多模光纖(2-3)的左端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種強(qiáng)度解調(diào)型光纖折射率計(jì)，所述的第二單模光纖(2-2)，長(zhǎng)度為10-20mm，纖芯直徑為8_10 μ m，包層直徑為125 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種強(qiáng)度解調(diào)型光纖折射率計(jì)，所述的光纖大錯(cuò)位熔接結(jié)構(gòu)，徑向錯(cuò)位距離為63 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種強(qiáng)度解調(diào)型光纖折射率計(jì)，所述的多模光纖(2-3)，長(zhǎng)度為10-20mm，纖芯直徑為80-105 μ m，包層直徑為125 μ m。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種強(qiáng)度解調(diào)型光纖折射率計(jì)，它包括寬帶光源、第一單模光纖、第二單模光纖、多模光纖、光電探測(cè)器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、單片機(jī)。寬帶光源的輸出端與第一單模光纖的左端連接，第一單模光纖的右端與第二單模光纖的左端通過(guò)光纖大錯(cuò)位熔接結(jié)構(gòu)連接，第二單模光纖的右端與多模光纖的左端連接，多模光纖的右端與光電探測(cè)器的輸入端連接，光電探測(cè)器的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接，A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與單片機(jī)的輸入端連接。當(dāng)?shù)诙文９饫w周?chē)橘|(zhì)折射率發(fā)生變化時(shí)，耦合進(jìn)入第二單模光纖包層的光強(qiáng)會(huì)隨之改變，導(dǎo)致多模光纖的輸出光強(qiáng)也發(fā)生改變，從而改變光電探測(cè)器的輸出電壓，并改變A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸出信號(hào)，根據(jù)預(yù)先標(biāo)定的光強(qiáng)-折射率關(guān)系可以計(jì)算出介質(zhì)折射率。該折射率計(jì)具有成本低、靈敏度高、便于集成、方便攜帶等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類(lèi)】G01N21-01, G01N21-41
【公開(kāi)號(hào)】CN204330589
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420844003
【發(fā)明人】楊鵬程, 龔華平, 錢(qián)紫衡, 熊夢(mèng)玲
【申請(qǐng)人】中國(guó)計(jì)量學(xué)院
【公開(kāi)日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2014年12月26日