[发明专利]干涉测量光纤传感器、光纤探头以及检测化学物质的方法

权利要求书

1. 用于检测化学物质的干涉测量光纤传感器，包括光源（1，1.1，1.2，1.3）、检测器（2，2.1，2.2，2.3）以及布置在所述光源（1，1.1，1.2，1.3）和所述检测器（2，2.1，2.2，2.3）之间的光路，还包括分光元件（3，3.1，3.2，3.3）以及光纤段（4），所述检测器（2，2.1，2.2，2.3）和所述光源（1，1.1，1.21.3）连接到所述分光元件（3，3.1，3.2，3.3），具有构成谐振腔的测量元件（5），其具有适于与待检测的化学物质接触的面（6），

其特征在于

所述光纤段（4）和所述测量元件（5）被挤压在一起，使得在它们之间仅有残留腔（7），并且所述光纤段（4）至少沿其长度的一部分被包含在毛细管（11）内，其中，所述毛细管（11）的第一端部与所述测量元件（5）连结，而所述毛细管（11）的其它部分夹握在所述光纤段（4）上，从而所述毛细管（11）、所述光纤段（4）和所述测量元件（5）一起构成作为所述光路的一部分的光纤测量探头（13），其中，所述毛细管（11）具有至少5 mm的长度。

2.根据权利要求1所述的干涉仪，其特征在于，所述残留腔（7）的光学长度a·n₁与所述测量元件（5）的光学长度b·n₂之间的比率落入0至0.4的范围内。

3.根据权利要求1或2所述的干涉仪，其特征在于，所述测量元件（5）具有至少部分地覆盖有物质的面（6），所述物质对于待检测物质有粘性。

4.根据权利要求1或2所述的干涉仪，其特征在于，所述测量元件（5）具有至少部分地覆盖有物质的面（6），所述物质在暴露于待检测物质时失去其粘性。

5.根据权利要求1或2或3所述的干涉仪，其特征在于，所述测量元件（5）具有至少部分地覆盖有物质的面（6），所述物质在暴露于待检测物质时改变其光学参数。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的干涉仪，其特征在于，所述测量元件（5）是由如下材料制成的砖体，所述材料包括选自如下组的物质，所述组包括玻璃、石英玻璃、铅玻璃、ZBLAN玻璃和聚合物。

7.根据权利要求1-6中的任一项所述的干涉仪，其特征在于，所述光纤段（4）是在所述检测器（2）的操作范围内的单模光纤。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的干涉仪，其特征在于，所述光纤段（4）的在所述毛细管（11）内的端部是倾斜的并且相对于所述光纤段（4）的轴线倾斜在4°至20°范围内的角度。

9. 根据权利要求8所述的干涉仪，其特征在于，从第一侧限制残留腔的所述光纤段（4）的第一表面具有反射系数R₁，并且从相对侧限制所述残留腔的测量元件的第二表面具有反射系数R₂，并且反射系数满足条件。

10.根据权利要求1-9中的任一项所述的干涉仪，其特征在于，所述光纤段（4）是多芯光纤段并且连接到位于所述光学路径中的扇入/扇出装置（8），其中，干涉仪具有经由第一分光元件（3.1）与扇入/扇出装置（8）连接的第一光源（1.1）和第一检测器（2.1）以及经由第二分光元件（3.2）与扇入/扇出装置（8）连接第二光源（1.2）和第二检测器（2.2）。

11.根据权利要求10所述的干涉仪，其特征在于，所述干涉仪具有经由第三分光元件（3.3）与扇入/扇出装置（8）连接的第三光源（1.3）和第三检测器（2.3）。