[发明专利]一种光纤传感头和基于该传感头的测量液体折射率的光纤传感系统及方法

权利要求书

1.一种光纤传感头，其特征在于，它包括：光纤和反射材料（4-3）；

所述光纤包括：光纤包层（4-1）和光纤纤芯（4-2）；

光纤包层（4-1）包裹在光纤纤芯（4-2）的外侧；在光纤纤芯（4-2）上开有四棱柱形的空气通道（4-4），该空气通道（4-5）的截面为等腰梯形，且该等腰梯形的腰所在平面与光纤轴的夹角为45度，该等腰梯形的高等于光纤纤芯（4-2）的直径，该等腰梯形的短底边的长度范围在10μm至20μm之间，空气通道（4-5）的长度等于光纤的直径，该等腰梯形的短底边所对应的光纤包层（4-1）外侧固定有反射材料（4-3）。

2.根据权利要求1所述的一种光纤传感头，其特征在于，所述光纤为单模光纤。

3.根据权利要求1所述的一种光纤传感头，其特征在于，所述光纤为多模光纤。

4.根据权利要求1所述的一种光纤传感头，其特征在于，所述反射材料（4-3）的材料与光纤纤芯（4-2）的材料相同。

5.一种测量液体折射率的光纤传感系统，其特征在于，它包括：光源（1）、3dB耦合器（2）、偏振器（3）、传感头（4）、光谱仪（5）和信号处理模块（6）；

光源（1）发出的光经3dB耦合器（2）传输至偏振器（3）中，偏振器（3）经该光进行调节并传输至传感头（4）中，传感头（4）将该光反射到偏振器（3）中，偏振器（3）将传感头（4）反射的光传输至3dB耦合器（2）中，3dB耦合器（2）将该光传输至光谱仪（5）中，光谱仪（5）的光谱信号输出端连接信号处理模块（6）的光谱信号输入端；

所述信号处理模块（6）包括以下单元：

采集光谱仪（5）中获得的反射谱在1550nm处的反射谱强度的单元；

获得空气通道（4-5）与光纤纤芯（4-2）接触面的反射率R的单元；

获得待测液体的折射率n₂的单元；

所述传感头（4）包括：光纤和反射材料（4-3）；

所述光纤包括：光纤包层（4-1）和光纤纤芯（4-2）；

光纤包层（4-1）包裹在光纤纤芯（4-2）的外侧；在光纤纤芯（4-2）上开有四棱柱形的空气通道（4-4），该空气通道（4-5）的截面为等腰梯形，且该等腰梯形的腰所在平面与光纤轴的夹角为45度，该等腰梯形的高等于光纤纤芯（4-2）的直径，该等腰梯形的短底边的长度范围在10μm至20μm之间，空气通道（4-5）的长度等于光纤的直径，该等腰梯形的短底边所对应的光纤包层（4-1）外侧设有反射材料（4-3）。

6.根据权利要求5所述的一种测量液体折射率的光纤传感系统，其特征在于，所述光源（1）为高斯光源。