[发明专利]一种实时监测流水温度和折射率的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种流水质量监测技术，尤其是涉及一种实时监测流水温度和折射率的装置。

背景技术

随着我国现代化进程的加速，环境污染和生态破坏问题也愈演愈烈，人类的生存环境遭到了前所未有的破坏。其中，水污染问题是最为突出，且最难以监测及避免的，例如广泛存在于自然环境中的铬、铅等重金属污染和硝酸盐与亚硝酸盐污染。因此，研究一种能够快速、简便、实时监测流水质量的技术是十分有必要的。

众所周知，随着水溶剂里面可溶性杂质溶度的增加，其折射率会发生明显的变化，因此通过监测其折射率的变化，便可得知水里面杂质含量的高低，从而鉴别水质的好坏；同时，水的温度也会在一定的程度上影响水质的好坏，水温越高越利于细菌及藻类生长，从而影响水质。另一方面，光纤光栅传感器具有抗干扰能力强、绝对测量、传输距离远、体积小等优势，一直被看好是研制生化传感器的理想技术。目前，通过一些特定结构的光纤光栅组合来测量各种物理量已经成为一个十分热门的方向。因此，如何基于光纤光栅传感技术制作和设计一种能够实时监测流水温度和折射率的装置是一个值得探讨的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种实时监测流水温度和折射率的装置，其结构简单、成本低、操作简易，且监测精度高。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种实时监测流水温度和折射率的装置，其特征在于包括水槽、水泵、光纤光栅传感器、ASE光源和光纤光谱仪，所述的光纤光栅传感器由双层保护套管及刻有对温度和折射率敏感的级联光纤光栅的单模光纤组成，所述的双层保护套管的上部设置有进水管和出水管，所述的单模光纤同轴贯穿设置于所述的双层保护套管上，所述的单模光纤位于所述的双层保护套管内的部分完全密封于所述的双层保护套管内，且要求从所述的进水管进入的流水流经所述的级联光纤光栅后从所述的出水管流出，所述的水槽与所述的水泵的进水端连接，所述的水泵的出水端与所述的进水管连接，所述的出水管与所述的水槽连接，所述的ASE光源的输出端与所述的单模光纤外露于所述的双层保护套管的顶部外的上端连接，所述的单模光纤外露于所述的双层保护套管的底部外的下端与所述的光纤光谱仪的输入端连接。

所述的双层保护套管包括同轴设置的两端封闭的外保护管和两端封闭的内保护管，所述的外保护管的上部设置有外管进水口和外管出水口，所述的进水管连接于所述的外管进水口上，所述的内保护管的下部且靠近所述的内保护管的底部沿周向设置有多个内管进水口，所述的内管进水口连通所述的外保护管的内腔与所述的内保护管的内腔，所述的内保护管的上部设置有内管出水口，所述的出水管连接于所述的内管出水口与所述的外管出水口上，所述的载氢单模光纤同轴穿过所述的外保护管的顶部、所述的内保护管的顶部、所述的内保护管的底部、所述的外保护管的底部，且使所述的单模光纤的上端外露于所述的外保护管的顶部外，所述的单模光纤的下端外露于所述的外保护管的底部外。

所述的外保护管的顶部设置有用于排出位于所述的外保护管内的流水中所含有的气泡的出气管。

所述的内管进水口上覆盖有用于阻止杂质进入所述的内保护管的金属筛网。