[实用新型]一种光纤喷头式微流体多参数测量装置

说明书

本实用新型公开一种光纤喷头式微流体多参数测量装置,整个装置由宽带光源、光纤环形器、表面多孔毛细管、FBG₁、FBG₂和光谱仪构成；FBG₁、FBG₂分别固定于毛细管表面不同的小孔处；当被测微流体流经毛细管时，由于横截面动压及毛细作用，微流体从小孔溢出时，导致固定在小孔处的光纤传感器的中心波长漂移，通过监测不同小孔处的光纤传感器的波长漂移情况可反推出微流体的流速、温度、浓度等参数；本实用新型的优点是：仅用一根毛细管加工成表面多孔的喷头结构，结合光纤传感器即可实现微流体多个参数的同时测量，该方法利用了毛细管表面打孔的易加工性及光纤传感器的高精度等特点，可用于生化医学等领域对微流体的多参数同时测量。

技术领域

本实用新型属于光纤传感领域和微流体参数测量领域，具体涉及到一种光纤喷头式微流体多参数测量装置。该方法通过在毛细管的表面加工多孔结构，结合光纤传感器即可实现微流体的多参数同时测量，该装置结构简单，操作方便，成本低，可应用于人体微循环，生化制药，微流控芯片等领域的对微流体多参数的测量。

背景技术

近年来，随着生物医疗、化学研究等领域的飞速发展，对微流体参数的高精度测量提出更高的需求。

传统流体参数的测量技术多采用机械形变，电学热平衡、微流体芯片等方式，这些装置较复杂，测量参数单一等缺陷限制了其在流体特别是微流体参数测量方面的应用。随着光纤传感技术的快速发展，其体积小，精度高等优点，使得该类传感器在微流体参数测量方面得到高度关注及应用。目前已有研究利用光纤传感器测量微流体的单个参数，但在微流体的多参数同时测量方面的研究进展不多。

本实用新型提供了一种成本低，操作简易，测量精度高的光纤喷头式微流体多参数测量装置，通过在毛细管表面加工多个小孔形成喷头式结构，并在每个小孔喷头处嵌入光纤传感器，最终实现微流体的诸如流速、温度、浓度等多个参数的同时测量。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种成本低，操作简易，测量精度高的光纤喷头式微流体多参数测量装置，利用毛细管作为微流体的测量通道，在毛细管表面的多个小孔处固定不同的光纤传感器来实现微流体多参数的同时测量。

本实用新型采用的技术方案为：

一种光纤喷头式微流体多参数测量装置，其特征是包括宽带光源、光纤环形器、毛细管、FBG₁、FBG₂、光谱仪；宽带光源的输出端与光纤环形器的输入端相连，光纤环形器的第一输出端与FBG₁的输入端相连，FBG₁的输出端与FBG₂的输入端相连，光纤环形器的第二输出端与光谱仪的输入端相连。

所述的一种光纤喷头式微流体多参数测量装置，其特征在于：毛细管用作被测微流体通道，其表面加工有两个小孔，小孔的直径不小于FBG₁的光栅长度。

所述的一种光纤喷头式微流体多参数测量装置，其特征在于：FBG₁和FBG₂的长度相同，中心波长均在1550nm附近，且相差不小于5nm，分别固定于不同小孔正中。

所述的一种光纤喷头式微流体多参数测量装置，其特征在于：用作微流体通道的毛细管，其表面加工的小孔个数由被测微流体所需测量的参数决定，可以根据被测参数的个数增加小孔个数及光纤传感器个数。