[发明专利]蘸粘式光纤液体分析方法及其专用分析装置

说明书

(一)技术领域

发明涉及的是一种液体成分的分析方法。本发明还涉及到一种液体分析方法所用的分析装置。具体地说是一种采用光纤技术同时测量液体多个物理参量的光纤测试方法及装置。

(二)背景技术

随着人们环保和安全意识的不断增强，人们对污染的控制、对饮食、医药和工业用液的质量监测提出了更高的要求。由于光纤具有体积小，电绝缘和耐腐蚀等优点，使得基于光纤技术的液体测量方法发展迅速，目前常见的有强度调制、表面等离子波光谱分析、法布里珀罗干涉等方法。但是这些方法通常功能比较单一，一般只能针对某一个物理量进行测量。如果要获得同一液体的多种物理参量，则需要应用多种不同的测试仪器进行测量，这样不仅所得数据的一致性不好，而且有可能在测量某一参数的过程中引入杂质，从而使后继测量结果产生误差。

目前能够实现液体的多个物理量同时测量的技术只有光纤液滴分析技术。国内外已公开的专利有(EP 0 286 419 AZ、EP 0 364 203AI、CN1414392、CN1337572和CN1337573)。该技术的信号形成装置是基于一个光纤液滴头，液滴头由位于轴心的毛细管和相对于毛细管对称放置的两根塑料光纤构成，供液泵将被测液体输送给毛细管，在毛细管端形成液滴。通过分析经液滴反射的信号的强度和周期的变化规律实现液体的测量。该技术对液体供给的稳定性要求很高，存在液滴头结构复杂，毛细管清洗困难，液体头一致性和重复性较差等缺点。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种操作方便、信号一致性好、多信息量同时采集与分析的蘸粘式光纤液体分析方法。本发明的目的还在于提供一种制作更容易、清洗更方便、大信息量、具有良好一致性和重复性的蘸粘式光纤液体分析方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明的蘸粘式光纤液体分析方法为：由光源、入射光纤、光纤探头、接收光纤、光检测器、信号采集及处理电路、计算机和往复运动机构组成分析装置，光源输出的光进入入射光纤，入射光纤的输出进入光纤探头，光纤探头的反射光进入接收光纤，接收光纤经光检测器连接信号采集及处理电路，信号采集及处理电路连接计算机，光纤探头的下方设置盛液容器，光纤探头安装在往复运动机构上，通过光纤探头上下往复地运动，使其与固定不动的待测液体进行周期性地接触，借助于从光纤探头得到待测液体表面、液体内部、光纤与液体蘸粘部以及探头残余液体表面的反射光信号，获得液体表面张力、粘滞系数、浓度以及折射率特性参数。

本发明的蘸粘式光纤液体分析方法的专用分析装置的组成包括光源、入射光纤、光纤探头、接收光纤、光检测器，信号采集及处理电路，计算机，往复运动机构。光源输出的光进入入射光纤，入射光纤的输出进入光纤探头，光纤探头的反射光进入接收光纤，接收光纤经光检测器连接信号采集及处理电路，信号采集及处理电路连接计算机，光纤检测探头的下方设置盛液容器，光纤探头或盛液容器安装在往复运动机构上。

本发明还可以包括：

1、光纤探头安装在往复运动机构上，所述的往复运动机构是由电机控制的多维组合位移台，通过运动控制系统实现上下往复的周期性运动。

2、光源2、入射光纤3、接收光纤4和光检测器7集成在一起构成光路集成单元9。

3、所述的光纤探头为有一根入射光纤和一根接收光纤组成的双光纤探头。

4、所述的双光纤探头为入射光纤与接收光纤互相平行，并且入射光纤与接收光纤对称地排列在探头轴心的两侧。

5、所述的双光纤探头为：入射光纤与接收光纤互相平行，并且入射光纤置于探头的轴心，接收光纤位于一侧，与发射光纤紧密接触或者是有一定的距离。

6、所述的双光纤探头为：入射光纤与接收光纤成一定的夹角，夹角的取值范围为0°＜θ≤175°。

7、所述的光纤探头为有一根入射光纤和两根接收光纤组成的三光纤探头。

8、所述的三光纤探头为：三根光纤排列成正三角结构，其中一根作为入射光纤，其他两根作为接收光纤。

9、所述的三光纤探头为：三根光纤排列成等腰直角三角形结构，45°角上的一根光纤为入射光纤。

10、所述的三光纤探头为：三根光纤排列成一条直线，入射光纤置于探头的轴心位置。

11、所述的光源为：根据液体对不同波长的光的敏感性，可以选择488nm、532nm、633nm、670nm、808nm、980nm、1064nm、1310nm、1550nm等多个波长。