[发明专利]一种光纤液体分析装置

说明书

本发明提供一种光纤液体分析装置，包括光纤、单模光纤、毛细管、空芯光纤、供液泵、光纤环形器、激光光源、光电探测器和数据采集及处理电路；所述光纤内部设置有至少一个空气孔且一端镀有反射膜，所述光纤另一端与所述单模光纤的一端连接且空气孔暴露在连接点外侧，连接点与所述空芯光纤的一端密封在所述毛细管内，所述空芯光纤另一端连接所述供液泵；本发明利用单光纤对光进行入射和接收，使得整个系统更加集成化；通过分析和比较待测液体干涉谱线的变化和差异，可以更高效、更准确的对待测液体进行识别和分析；在光纤端面处形成液滴的直径只有几百微米，减少了被测液体的用量，在实际测量某些特殊、价值昂贵的液体时有着明显的优势。

技术领域

本发明涉及一种分析装置，尤其涉及一种光纤液体分析装置，属于光纤传感领域。

背景技术

随着时代的进步和社会的发展，人们对于环境安全，饮食安全和医药安全等相关问题的 认识日益提高，如何对污水、假酒、假药等液体的密度、表面张力、浓度、折射率、浑浊度、 吸光度、粘度这些物理、化学特性进行快速和准确的分析成为了人们关心的问题。目前对于 液体种类的检测，往往采取化学分析的方法，也会用到分离法或光谱分析法等，而这些方法 操作复杂，耗时长，所需要的仪器结构复杂，价格昂贵，不能很好的满足人们的需求，所以 人们需要一种更高效、更准确、更经济的液体分析技术。光纤传感器具有体积小、重量轻、 抗电磁干扰、易制取、电绝缘性好、能在恶劣环境下工作以及灵敏度高等一系列优点，所以 基于光纤技术的液体分析方法发展十分迅速。

McMillan(Measurement Science and Technology,1992,3(8):746-764)等人通过两根 插入液滴内部的光纤来研究经过液滴的光信号的变化，这是把光纤技术用于液滴分析技术的 一个里程碑。天津大学宋晴(Instrumentation ScienceTechnology,2005,33(3):339-354) 等人使用了一种光纤电容液体分析装置，一根光纤用于光入射，一根光纤用于光接收，再利 用毛细管注射液体形成液滴，最后对光强度信号和电容信号进行处理和分析，由于这种方式 采用了两根光纤，光在液滴内进行多次反射、透射和吸收之后传输到接收光纤中，光强度信 号衰减厉害；另外哈尔滨工程大学周爱等申请的专利“蘸粘式光纤液体分析方法”(专利号 CN101251474A)提供了一种蘸粘式光纤液体分析方法及其专用分析装置，该技术通过光纤探 头上下往复的运动，使其与固定不动的待测液体进行周期性的接触，借助于从光纤探头得到 待测液体表面、内部以及蘸粘部位的反射光信号，获得液体表面张力、浓度等特性参数，以 上方法至少需要两根光纤进行光的发射和接收。VA Márquezcruz(Optics Express,2014, 22(3):3028-38)等人将单模光纤一端切割浸入到液体中，另一端和光谱仪连接，移动光纤， 在切割端面形成下垂的液滴，在光纤另一端得到干涉信号，这种方法不能规律的控制液滴的 生成，无法实现同一液体的多次测量。天津大学张国雄等申请的专利“基于液滴体积的光学 图像液滴分析装置”(专利号CN1337572)分析液滴的体积变化得到物理、化学方面的参数， 这种装置对于液滴体积的采集及计算方法复杂。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种更高效、更准确而且节省待测液体用量的光纤液体分析装 置。

本发明的目的是这样实现的：

一种光纤液体分析装置，包括光纤、单模光纤、毛细管、空芯光纤、供液泵、光纤环形 器、激光光源、光电探测器和数据采集及处理电路；所述光纤内部设置有至少一个空气孔且 一端镀有反射膜，所述光纤另一端与所述单模光纤的一端连接且空气孔暴露在连接点外侧， 连接点与所述空芯光纤的一端密封在所述毛细管内，所述空芯光纤另一端连接所述供液泵； 所述单模光纤的另一端通过所述光纤环形器与所述激光光源连接，所述光纤环形器还通过所 述光电探测器和所述数据采集及处理电路连接。

本发明还包括这样一些特征：

1.所述反射膜的反射率不小于50％；