[实用新型]一种倾斜光纤光栅浓度测量仪

说明书

本实用新型公开了一种倾斜光纤光栅浓度测量仪，其通过将采用塑料光纤制作的倾斜光纤光栅传感器，并将其封装于反应腔体内，减小了待测溶液产生的压力对倾斜光纤光栅传感器的干扰影响，提高了测量的精度和可靠性，并且，由于塑料光纤制作工艺成熟，价格要比玻璃光纤低，成本相对较低，且塑料光纤作为传感器还具有高弹性应变极限、高断裂韧性、高弯曲柔韧性以及对应变和温度的非常敏感的特点。

技术领域

本实用新型涉及光纤传感领域，具体涉及一种倾斜光纤光栅浓度测量仪。

背景技术

溶液浓度作为日常生活中一个重要的物理量，是表征溶液特性的主要参量之一，同时也是工农业生产和科学研究实验中一项重要的计量参数。物质的许多物理和化学性质均易受浓度的影响，浓度过高或者过低都会对产品的质量产生影响。因此，对溶液浓度的测量与控制在化工、冶金、造纸、食品、制糖、制药等行业中有着广泛的应用，是保证产品质量的重要技术手段。

有关溶液浓度测量的方法和仪器有很多，在化学方面可以通过化学反应法测浓度，在物理方面可以利用光学或电学方法测量。由于溶液的浓度与许多物理量都存在依赖关系，如密度、电导率、折射率等，因此原则上可用其中一个物理量的变化来表征浓度的变化。利用溶液的折射率来测量浓度是一种比较常用的方法，同化学方法相比，折射率方法不需考虑各种反应条件，适用范围更广；与电学测量方法相比，它既简单廉价，测量精度高；另外采用光学折射率传感方法进行溶液浓度的检测具有简便快捷、不受电磁干扰的特点。

根据光学测量原理可以将折射率的测量方法大致归纳为三类：几何光学法、波动光学法和光纤传感法，光纤传感法为溶液折射率测量与控制提供一种较为实用的测试手段；光纤光栅浓度传感器是基于光纤传感法的溶液浓度测试系统。该测量方法不仅具有不受电磁干扰、灵敏度高、质量轻、体积小、耐高温高压腐蚀、可远距离遥测监控等特点，成为传感器技术领域发展的主流方向之一。

目前常用的利用光纤光栅传感器进行浓度测量的方法主要有以下三类：镀膜光纤光栅浓度测量法、长周期光纤光栅(Long Period Fiber Grating，简称LPFG)浓度测量法和倾斜光纤光栅(Tilted Fiber Bragg Grating,简称TFBG)浓度测量法，其中，镀膜光纤光栅降低了光栅本身的机械强度，而长周期光纤光栅有着内在的温度交叉敏感效应，在极易受到外界温度影响的环境里，降低了它的广泛应用性。因此，一定程度上限制了其应用范围。而倾斜光纤光栅避免了二者的缺点又同时具有二者的优点。

目前，倾斜光纤光栅大多是采用二氧化硅制成的FBG光学传感器即光纤布拉格光栅传感器，如专利号为200910228965.5发明名称为“一种倾斜光纤光栅液位变化测量仪”的中国专利，该测量仪中的倾斜光纤光栅是利用相位掩模侧面辐射技术、在写制过程中将模板倾斜并通过准分子激光紫外写入载氢的单模光纤中制得；倾斜光纤光栅位于被测容器的液面处且倾斜光纤光栅的上端一定伸出被测容器的液面。

然而，众所周知，二氧化硅光纤价格较为昂贵，且由于光纤光栅位于被测容器的液面，待测溶液产生的压力对其测量精度和可靠性造成一定干扰影响，从而使得其测量精度和可靠性降低。

实用新型内容

针对上述存在的技术问题，本实用新型提供一种倾斜光纤光栅浓度测量仪。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种倾斜光纤光栅浓度测量仪,包括光源发生器、反应槽和光谱分析仪，还包括可设置在所述反应槽内的反应腔体，所述反应腔体内置有TFBG传感器，所述TFBG传感器的两端分别通过输入光纤和输出光纤与所述光源发生器和所述光谱分析仪相连，其中，所述TFBG传感器为采用塑料光纤制作的。

进一步，所述TFBG传感器的两端延伸出所述反应腔体外。